Keby dnes na Zem zasiahla obrovská slnečná búrka, zničila by technológiu a priviedla by nás späť do temných čias. Našťastie pre nás sú také udalosti mimoriadne zriedkavé. Ale pred štyrmi miliardami rokov mohlo byť príšerné počasie príšerné. Iba namiesto apokalypsy by vytvorila život. Toto je prekvapujúci záver štúdie, ktorá bola nedávno uverejnená v Nature Geosciences. Stavia na predchádzajúcich objektoch o mladých hviezdach podobných slnku, ktoré urobil vesmírny teleskop Kepler. Ukázalo sa, že mladé svietidlá sú extrémne nestabilné a uvoľňujú neuveriteľné množstvo energie počas „slnečných superflares“. Naše najdivokejšie vesmírne počasie bude v porovnaní vyzerať ako mrholenie.
Vladimír Hayrapetyan z NASA ukázal, že ak by naše Slnko bolo aktívne 4 miliardy rokov, mohlo by to urobiť obývateľnejšiu Zem. Podľa Hayrapetyanovho modelu, keď slnečné superflares odvíja našu atmosféru, začali chemické reakcie, ktoré prispeli k akumulácii skleníkových plynov a ďalších základných zložiek pre život.
„Štyri miliardy rokov musela byť Zem hlboko zmrazená,“hovorí Hayrapetyan, ktorý poukazuje na „slabý paradox mladého slnka“, ktorý prvýkrát formulovali Carl Sagan a George Mullen v roku 1972. Paradox prišiel, keď si Sagan a Mullen uvedomili, že Zem mala pred 4 miliardami rokov príznaky tekutej vody, ale slnko bolo o 30% slabšie. "Jediným spôsobom, ako to vysvetliť, je nejakým spôsobom zapnúť skleníkový efekt," uviedol Hayrapetyan.
Ďalším tajomstvom mladej Zeme je to, ako prvé biologické molekuly - DNA, RNA a proteíny - zhromaždili dostatok dusíka, aby sa vytvorili. Ako je tomu dnes, atmosféra starej Zeme pozostávala prevažne z inertného dusíka (N2). Aj keď špeciálne baktérie, „dusíkaté fixátory“, zistili, ako štiepiť N2 a konvertovať ho na amoniak (NH4), skorá biológia túto schopnosť nemala.
Nová štúdia ponúka elegantné riešenie oboch problémov vo forme kozmického počasia. Výskum sa začal pred niekoľkými rokmi, keď Hayrapetyan študoval magnetickú aktivitu hviezd v databáze Keplerovcov. Zistil, že hviezdy typu G (ako naše Slnko) sú vo svojej mladosti ako dynamit: často uvoľňujú pulzy energie rovnajúce sa 100 biliónom atómových bômb. Najmocnejšia geomagnetická búrka, ktorú ľudia zažili a ktorá spôsobila výpadky energie na celom svete, udalosť v Carringtone z roku 1859, je v porovnaní s nimi bledá.
„Je to obrovské množstvo energie. Ťažko si to dokážem predstaviť, “hovorí Ramses Ramirez, astrobiológ z Cornell University, ktorý sa nezúčastnil štúdie, ale pracuje s Hayrapetyanom.
Veľmi skoro sa začalo na Hayrapetyana, že tento objav môže použiť na nahliadnutie do ranej histórie slnečnej sústavy. Vypočítal, že pred 4 miliardami rokov mohlo naše Slnko emitovať desiatky superflares každých pár hodín a jedna alebo viac z nich mohlo každý deň zasiahnuť magnetické pole. „Dalo by sa povedať, že Zem bola neustále napadnutá obrovskými Carringtonovými udalosťami,“hovorí.
Pomocou numerických modelov Hayrapetyan ukázal, že slnečné superflaresy musia byť dostatočne silné na to, aby drasticky komprimovali magnetosféru Zeme, magnetický štít, ktorý obklopuje našu planétu. Okrem toho nabité slnečné častice museli prepichnúť dieru v magnetosfére v blízkosti pólov našej planéty, vstúpiť do atmosféry a zrážať sa s dusíkom, oxidom uhličitým a metánom. "Takže všetky tieto častice interagujú s molekulami v atmosfére a vytvárajú nové molekuly - reťazovú reakciu," hovorí Hayrapetyan.
Propagačné video:
Tieto slnečné a atmosférické interakcie produkujú oxid dusný, skleníkový plyn s potenciálom globálneho otepľovania 300-krát väčší ako CO2. Hayrapetyanove modely naznačujú, že v tom čase sa mohlo vyrobiť dostatočné množstvo oxidu dusného, aby sa planéta mohla silne zahriať. Ďalší produkt nekonečnej slnečnej búrky, kyanovodík (HCN), by mohol povrch oplodniť dusíkom potrebným na vytvorenie prvých stavebných blokov života.
„Ľudia považovali blesky a padajúce meteority za spôsob, ako začať s chemiou dusíka,“hovorí Ramirez. „Myslím si, že v tejto práci je najúžasnejšie, že nikto nenapadlo pozerať sa skôr na slnečné búrky.“
Teraz biológovia budú musieť určiť, či presná zmes požadovaných molekúl sa mohla narodiť po superflare, a potom viesť k životu. Tento výskum už prebieha. Vedci Ústavu suchozemských vied v Tokiu už používajú modely Hayrapetyana na plánovanie nových experimentov na simuláciu podmienok na starovekej Zemi. Ak tieto experimenty dokážu produkovať aminokyseliny a RNA, do zoznamu možných iskier života sa pravdepodobne pridá vesmírne počasie.
Hayrapetyanove modely mohli okrem všetkého ostatného objasniť v minulosti obývateľnosť Marsu. Červená planéta sa pred štyrmi miliardami rokov naplnila vodou. Takýto výskum sa tiež hodí pri hľadaní života mimo našej slnečnej sústavy.
Koniec koncov, len začíname zisťovať, čo predstavuje „potenciálne obývateľnú zónu“hviezdy, kde planéty môžu mať oceány s tekutou vodou. Teraz je však obytná zóna určená iba jasom hviezdy.
„Nakoniec zistíme, či energia hviezdy môže pomôcť vytvoriť biomolekuly. Možno by bez jej života bol skutočný zázrak. ““
ILYA KHEL