Če bi danes na Zemljo prizadela ogromna sončna nevihta, bi to uničilo tehnologijo in nas popeljalo nazaj v temne čase. Na srečo za nas so taki dogodki izjemno redki. Toda pred štirimi milijardami let je bilo zmerno vesoljsko vreme morda že pravi čas. Le namesto apokalipse bi ustvarila življenje. To je osupljiv zaključek študije, ki je bila nedavno objavljena v Nature Geosciences. Temelji na prejšnjih odkritjih o mladih soncu podobnih zvezdah, ki jih je naredil vesoljski teleskop Kepler. Izkazalo se je, da so mladi svetili izredno nestabilni in sproščajo neverjetno količino energije med "sončnimi presežki". Naše najdrejše vesoljsko vreme bo v primerjavi z nami videti kot piha.
Nasin Vladimir Hayrapetyan je pokazal, da če bi naše sonce bilo tako aktivno 4 milijarde let, bi lahko Zemljo naredil bolj bivalno. Po modelih Hayrapetyana so, ko sončni presežki odvijejo naše ozračje, sprožili kemične reakcije, ki so prispevale k kopičenju toplogrednih plinov in drugih bistvenih sestavin za življenje.
"Štiri milijarde let mora biti Zemlja globoko zamrznjena," pravi Hayrapetyan in se sklicuje na "šibek paradoks mladega sonca", ki sta ga prvič oblikovala Carl Sagan in George Mullen leta 1972. Paradoks je nastopil, ko sta Sagan in Mullen pred 4 milijardami let ugotovila, da ima Zemlja znake tekoče vode, Sonce pa 30% zatemnjeno. "Edini način, da to pojasnim, je, da nekako vklopimo učinek tople grede," je dejal Hayrapetyan.
Druga skrivnost o mladi Zemlji je, kako so prve biološke molekule - DNK, RNA in beljakovine - zbrale dovolj dušika. Tako kot danes je ozračje starodavne Zemlje sestavljalo večinoma iz inertnega dušika (N2). Čeprav so posebne bakterije, "dušični fiksirji", ugotovili, kako razgraditi N2 in ga pretvoriti v amonijak (NH4), zgodnji biologiji to sposobnost ni manjkalo.
Nova študija ponuja elegantno rešitev obeh težav v obliki vesoljskega vremena. Raziskave so se začele pred nekaj leti, ko je Hayrapetyan proučeval magnetno aktivnost zvezd v bazi Kepler. Ugotovil je, da so zvezde tipa G (kot naše Sonce) v mladosti kot dinamit: pogosto sproščajo impulze energije, ki ustrezajo 100 trilijonom atomske bombe. Najmočnejša geomagnetna nevihta, ki so jo ljudje doživeli in ki je povzročila odpovedi po vsem svetu, dogodek iz Carringtona iz leta 1859, je v primerjavi z bledo.
To je ogromna količina energije. Težko si predstavljam, «pravi Ramses Ramirez, astrobiolog z univerze Cornell, ki ni bil vključen v študijo, vendar sodeluje s Hayrapetyanom.
Hayrapetyanu se je kmalu zazdelo, da bi lahko to odkritje uporabil za pogled v zgodnjo zgodovino osončja. Izračunal je, da je lahko pred 4 milijardami let naše Sonce vsakih nekaj ur oddalo desetine superflarerov in eden ali več njih bi lahko vsak dan zadel magnetno polje. "Lahko bi rekli, da Zemljo nenehno napadajo velikanski dogodki v Carringtonu," pravi.
S pomočjo številčnih modelov je Hayrapetyan pokazal, da morajo biti sončni presežki dovolj močni, da drastično stisnejo magnetosfero Zemlje, magnetni ščit, ki obdaja naš planet. Poleg tega so morali nabiti delci sonca v magnetosferi v bližini polov našega planeta prebiti luknjo, vstopati v ozračje in trčiti z dušikom, ogljikovim dioksidom in metanom. "Torej, vsi ti delci medsebojno delujejo z molekulami v atmosferi in ustvarjajo nove molekule - verižna reakcija," pravi Hayrapetyan.
Promocijski video:
Te interakcije med soncem in atmosfero proizvajajo dušikov oksid, toplogredni plin s potencialom globalnega segrevanja, ki je 300-krat večji od CO2. Hayrapetyanovi modeli kažejo, da bi lahko takrat proizvedli dovolj dušikovega oksida, da bi se planet začel močno segrevati. Drugi produkt neskončne sončne nevihte, cianid vodik (HCN), bi lahko oplopil površino z dušikom, potrebnim za tvorbo prvih gradnikov.
"Ljudje so na strele in padajoče meteorite gledali kot na načine za začetek kemije dušika," pravi Ramirez. "Mislim, da je najbolj kul pri tem delu to, da si še nihče ni mislil pogledati sončnih neviht."
Zdaj bodo morali biologi ugotoviti, ali se je lahko natančna mešanica želenih molekul rodila po presežku in nato oživela. Raziskava že poteka. Znanstveniki z Inštituta za zemeljske znanosti o življenju v Tokiu že uporabljajo modele Hayrapetyana za načrtovanje novih poskusov za simulacijo razmer na starodavni Zemlji. Če lahko s temi poskusi nastanejo aminokisline in RNA, bo morda vesoljsko vreme dodano na seznam možnih iskric življenja.
Poleg vsega drugega so lahko Hayrapetyanovi modeli osvetlili življenjsko dobo Marsa. Rdeči planet naj bi bil pred štirimi milijardami let poln vode. Takšne raziskave bodo koristne tudi pri iskanju življenja zunaj našega osončja.
Konec koncev šele začenjamo ugotavljati, kaj predstavlja "možno bivalno območje" zvezde, kjer imajo planeti lahko oceane s tekočo vodo. Toda zdaj bivalno območje določa le svetlost zvezde.
"Sčasoma bomo ugotovili, ali lahko energija zvezde pomaga ustvariti biomolekule. Morda bi bil brez njenega življenja pravi čudež."
ILYA KHEL