Ако днес масивна слънчева буря удари Земята, това би унищожило технологиите и ще ни върне в тъмните времена. За щастие за нас подобни събития са изключително редки. Но преди четири милиарда години зловещото космическо време може би е било редът на деня. Само вместо апокалипсис тя би създала живот. Това е стряскащото заключение на проучване, публикувано наскоро в Nature Geosciences. Той се основава на предишни открития за млади звезди, подобни на слънце, направени от космическия телескоп Kepler. Оказа се, че младите светила са изключително нестабилни и отделят невероятно количество енергия по време на „слънчеви свръхпластове“. Най-смелото ни космическо време ще изглежда като дъждовно в сравнение.
Владимир Хайрапетян от НАСА показа, че ако нашето слънце е толкова активно в продължение на 4 милиарда години, това би могло да направи Земята по-обитаема. Според моделите на Хайрапетян, когато слънчевите свръхпламъци разгръщат нашата атмосфера, те започват химически реакции, които допринасят за натрупването на парникови газове и други основни съставки за живота.
„За четири милиарда години Земята сигурно е била дълбоко замръзнала“, казва Хайрапетян, визирайки „слабия парадокс на младото слънце“, формулиран за първи път от Карл Сагън и Джордж Мълън през 1972 г. Парадоксът дойде, когато Саган и Мълън разбраха, че Земята има признаци на течна вода преди 4 милиарда години, но Слънцето е с 30% по-тъмно. "Единственият начин да се обясни това е по някакъв начин да се включи парниковият ефект", каза Хайрапетян.
Друга загадка за младата Земя е как първите биологични молекули - ДНК, РНК и протеини - събраха достатъчно азот, за да се образуват. Както и днес, атмосферата на древна Земя се състоеше предимно от инертен азот (N2). Въпреки че специални бактерии, "азотни фиксатори", измислиха как да разграждат N2 и да го превръщат в амоняк (NH4), в ранната биология липсваше тази способност.
Новото проучване предлага елегантно решение и на двата проблема под формата на космическо време. Изследванията започват преди няколко години, когато Хайрапетян изучава магнитната активност на звездите в базата данни на Кеплер. Той откри, че звездите от тип G (като нашето Слънце) са били като динамит в младостта си, често пускайки импулси с енергия, еквивалентни на 100 трилиона атомни бомби. Най-мощната геомагнитна буря, която хората са преживели, която е причинила прекъсвания по целия свят, събитието от Карингтън от 1859 г. бледнее в сравнение.
„Това е огромно количество енергия. Трудно мога да си го представя “, казва Рамзес Рамирес, астробиолог от университета Корнел, който не е участвал в изследването, но работи с Хайрапетян.
Много скоро на Хайрапетян се разбра, че той може да използва това откритие, за да разгледа ранната история на Слънчевата система. Той изчисли, че преди 4 милиарда години нашето Слънце можеше да излъчва десетки свръхпламъци на всеки няколко часа и един или повече от тях можеха да удрят магнитно поле всеки ден. „Бихте могли да кажете, че Земята е постоянно атакувана от гигантските събития в Карингтън“, казва той.
Използвайки цифрови модели, Хайрапетян показа, че слънчевите свръхпламъци трябва да бъдат достатъчно мощни, за да компресират драстично магнитосферата на Земята, магнитния щит, който заобикаля нашата планета. Освен това заредените слънчеви частици трябваше да пробият дупка в магнитосферата близо до полюсите на нашата планета, навлизайки в атмосферата и да се сблъскват с азот, въглероден диоксид и метан. „И така, всички тези частици взаимодействат с молекулите в атмосферата и създават нови молекули - верижна реакция“, казва Хайрапетян.
Промоционално видео:
Тези слънчево-атмосферни взаимодействия произвеждат азотен оксид, парников газ с потенциал за глобално затопляне 300 пъти по-голям от този на CO2. Моделите на Хайрапетян предполагат, че по това време е можело да се произведе достатъчно азотен оксид, за да може планетата да започне да се нагрява силно. Друг продукт на безкрайната слънчева буря, циановодород (HCN), може да натори повърхността с азота, необходим за образуването на първите градивни елементи на живота.
„Хората гледаха на мълнии и падащи метеорити като начини за започване на азотна химия“, казва Рамирес. "Мисля, че най-якото нещо в тази работа е, че никой не се е сетил да погледне слънчевите бури преди."
Сега биолозите ще трябва да определят дали точната смес от желаните молекули би могла да се роди след свръхпламък и след това да породи живот. Това проучване вече е в ход. Учени от Института за земни науки за живота в Токио вече използват моделите на Хайрапетян, за да планират нови експерименти, за да симулират условията на древна Земя. Ако тези експерименти могат да произведат аминокиселини и РНК, може би космическото време ще бъде добавено към списъка на възможните искри от живота.
В допълнение към всичко останало, моделите на Хайрапетян могат да хвърлят светлина върху обитаемостта на Марс в миналото. Смята се, че Червената планета е била пълна с вода преди четири милиарда години. Подобни изследвания ще бъдат полезни и в търсенето на живот извън нашата Слънчева система.
В крайна сметка ние едва сега започваме да разберем какво представлява „потенциално обитаема зона“на звезда, където планетите могат да имат океани с течна вода. Но сега обитаемата зона се определя само от яркостта на звездата.
„В крайна сметка ще разберем дали енергията на звездата може да помогне за създаването на биомолекули. Може би без животът й би било истинско чудо “.
ИЛЯ КХЕЛ