Ha egy hatalmas napvihar eltalálná a Földet, akkor tönkretenné a technológiát, és visszatérjen a sötét időkbe. Nekünk szerencsére az ilyen események rendkívül ritkák. De négy milliárd évvel ezelőtt a félelmetes űrjárási időjárások valószínűleg a nap rendje voltak. Csak az apokalipszis helyett életet teremt. Ez a meglepő következtetés egy, a nemrégiben a Nature Geosciences közzétett tanulmányban. A Kepler űrteleszkóp korábbi felfedezéseire épül, amelyek a fiatal napszerű csillagokról szólnak. Kiderült, hogy a fiatal világítótestek rendkívül instabilok, és hihetetlen mennyiségű energiát bocsátanak ki a "napfényvilágítás" során. A legvadabb űrhajó időjárásaink összehasonlításban szitálásnak fognak tűnni.
A NASA Vladimir Hayrapetyan megmutatta, hogy ha a napunk olyan aktív lenne 4 milliárd évig, akkor a Föld életképesebbé válhat. Hayrapetyan modellei szerint, amikor a napfényszórók lebontják a légkört, kémiai reakciókat indítottak el, amelyek hozzájárultak az üvegházhatású gázok és más élethez szükséges összetevők felhalmozódásához.
"Négy milliárd év alatt a Földnek mélyen fagyosnak kellett lennie" - mondja Hayrapetyan, hivatkozva a "gyenge fiatal napparadoxonra", amelyet Carl Sagan és George Mullen 1972-ben fogalmazott meg. A paradoxon akkor jött, amikor Sagan és Mullen rájött, hogy a Föld folyadékvíz jelei voltak 4 milliárd évvel ezelőtt, de a Nap 30% -kal tompította. "Az egyetlen módja annak magyarázata, hogy valamilyen módon bekapcsoljuk az üvegházhatást" - mondta Hayrapetyan.
A fiatal Föld másik rejtélye az, hogy az első biológiai molekulák - a DNS, az RNS és a fehérjék - összegyűjtötték elegendő mennyiségű nitrogént a képződéshez. A mai Föld atmoszférája nagyrészt inert nitrogénből (N2) állt. Noha a speciális baktériumok, a "nitrogén rögzítők", kitalálták, hogyan lehet lebontani az N2-t és átalakítani ammóniává (NH4), a korai biológiában nem volt ilyen képesség.
Az új tanulmány elegáns megoldást kínál mindkét problémára űrhajó formájában. A kutatás több évvel ezelőtt kezdődött, amikor Hayrapetyan a csillagok mágneses aktivitását vizsgálta a Kepler adatbázisban. Megállapította, hogy a G-típusú csillagok (mint a Napunk) olyanok, mint a dinamit fiatalkorukban: gyakran 100 trillió atombomba egyenértékű impulzusokat bocsátanak ki. A legerősebb geomágneses vihar, amelyet az emberek megtapasztaltak, és amely az egész világon áramszünetet okozott, az 1859-es Carrington esemény hasonlít.
„Ez hatalmas mennyiségű energia. Alig tudom elképzelni.”- mondja Ramses Ramirez, a Cornell Egyetem asztrobiológusa, aki nem vett részt a vizsgálatban, de a Hayrapetyan-nal dolgozik.
Nagyon hamar Hayrapetyanon hajnalodott, hogy felhasználhatja ezt a felfedezést a Naprendszer korai történetének bepillantására. Számította ki, hogy 4 milliárd évvel ezelőtt a Napunk tucatnyi fényszórót bocsáthatott ki néhány óránként, és ezek közül egy vagy több napi mágneses teret bocsáthatott ki. "Ön mondhatná, hogy a Földet folyamatosan támadják az óriási Carrington események" - mondja.
A numerikus modellek felhasználásával Hayrapetyan megmutatta, hogy a napfényszóróknak elég erőseknek kell lenniük ahhoz, hogy drasztikusan összenyomhassák a Föld magnetoszféráját, a bolygónkat körülvevő mágneses pajzsot. Ezenkívül a feltöltött napelemes részecskéknek lyukat kellett lyukasztaniuk a bolygónk pólusainak közelében lévő magnetoszférában, belépve a légkörbe, és ütközve nitrogén, szén-dioxid és metán között. "Tehát ezek a részecskék kölcsönhatásba lépnek a légkörben levő molekulákkal, és új molekulákat hoznak létre - egy láncreakciót" - mondja Hayrapetyan.
Promóciós videó:
Ezek a nap-légköri kölcsönhatások salétrom-oxidot eredményeznek, egy üvegházhatást okozó gázt, amelynek globális felmelegedési potenciálja 300-szorosa a CO2-nak. Hayrapetyan modellei azt sugallják, hogy abban az időben elegendő mennyiségű nitrogén-monoxid képződhetett volna ahhoz, hogy a bolygó erősen felmelegedhessen. A végtelen napenergia vihar másik terméke, a hidrogén-cianid (HCN) megtermékenyítheti a felületet az élet első építőelemeinek kialakításához szükséges nitrogénnel.
"Az emberek a villámlásra és az eső meteoritokra tekintették a nitrogénkémia elindításának módját" - mondja Ramirez. "Úgy gondolom, hogy a legmenőbb dolog ebben a munkában az, hogy senki sem gondolt arra, hogy korábban a napsütéses viharokat vizsgálja.
A biológusoknak most meg kell határozniuk, hogy a kívánt molekulák pontos keveréke születhetett-e meg a túlvillanás után, majd életre kelhet-e. Ez a kutatás már folyamatban van. A Tokiói Földi Élettudományi Intézet tudósai már Hayrapetyan modelleit használják új kísérletek tervezésére az ókori Föld körülményeinek szimulálására. Ha ezek a kísérletek aminosavakat és RNS-t tudnak előállítani, akkor az űrhajó időjárása hozzáadódik az élet lehetséges szikráinak listájához.
Minden más mellett Hayrapetyan modellei megvilágíthatták a Mars múltbeli életképességét. Úgy gondolják, hogy a Vörös Bolygó négy milliárd évvel ezelőtt tele volt vízzel. Az ilyen kutatások hasznosak lesznek a Naprendszerünkön kívüli élet kutatásában is.
Végül is csak most kezdjük kitalálni, hogy mi képezi a csillag „potenciálisan lakható zónáját”, ahol a bolygók folyékony vízzel óceánokkal rendelkezhetnek. De most az élőhelyet csak a csillag fényessége határozza meg.
„Végül megtudjuk, hogy egy csillag energiája elősegítheti-e a biomolekulák létrehozását. Talán élete nélkül valódi csoda lenne."
ILYA KHEL