Ako bi danas na Zemlju pogodila ogromna solarna oluja, to bi uništilo tehnologiju i odvelo nas u tamna vremena. Srećom po nas, ovakvi su događaji izuzetno rijetki. Ali prije četiri milijarde godina, jezivo svemirsko vrijeme moglo bi biti redoslijed dana. Samo bi umjesto apokalipse stvorila život. Ovo je zapanjujući zaključak studije nedavno objavljene u časopisu Nature Geosciences. Nastaje na prethodnim otkrićima o mladim zvijezdama nalik suncu koje je napravio svemirski teleskop Kepler. Pokazalo se da su mladi svjetiljke izuzetno nestabilne i oslobađaju nevjerojatnu količinu energije tijekom "solarnih superflara". Naše najduže svemirsko vrijeme u usporedbi će izgledati poput susnježice.
NASA-in Vladimir Hayrapetyan pokazao je da ako bi naše sunce bilo aktivno 4 milijarde godina, to bi moglo učiniti Zemlju urednijom za život. Prema Hayrapetyanovim modelima, kada solarni superflare odmotavaju našu atmosferu, pokrenuli su kemijske reakcije koje su pridonijele nakupljanju stakleničkih plinova i drugih bitnih sastojaka za život.
"Za četiri milijarde godina Zemlja je sigurno bila duboko smrznuta", kaže Hayrapetyan, govoreći o "slabom paradoksu mladog sunca", koji su prvi formulirali Carl Sagan i George Mullen 1972. godine. Paradoks je nastupio kada su Sagan i Mullen prije 4 milijarde godina shvatili da Zemlja ima znakove tekuće vode, ali Sunce je bilo 30% mračnije. "Jedini način da se to objasni je da se nekako uključi efekt staklenika", rekao je Hayrapetyan.
Još jedna misterija o mladoj Zemlji je kako su prvi biološki molekuli - DNK, RNA i proteini - prikupili dovoljno dušika da nastanu. Kao i danas, atmosfera drevne Zemlje sastojala se većinom od inertnog dušika (N2). Iako su posebne bakterije, "dušični popravljači", smislili kako razgraditi N2 i pretvoriti ga u amonijak (NH4), ranoj biologiji nedostajala je ta sposobnost.
Nova studija nudi elegantno rješenje za oba problema u vidu svemirskog vremena. Istraživanje je započelo prije nekoliko godina kada je Hayrapetyan proučavao magnetsku aktivnost zvijezda u bazi Kepler. Otkrio je da su zvijezde tipa G (poput našeg Sunca) u mladosti poput dinamita: često ispuštaju impulse energije ekvivalentne 100 bilijuna atomskih bombi. Najmoćnija geomagnetska oluja koju su ljudi doživjeli i koja je uzrokovala nesvjestice širom svijeta, događaj iz Carringtona iz 1859. godine, blijedi u usporedbi.
Ovo je ogromna količina energije. Teško to mogu zamisliti “, kaže Ramses Ramirez, astrobiolog sa Sveučilišta Cornell koji nije bio uključen u studiju, ali radi s Hayrapetyanom.
Vrlo brzo se Hayrapetyanu sinulo da bi mogao upotrijebiti ovo otkriće da bi pogledao ranu povijest Sunčevog sustava. Izračunao je da je prije 4 milijarde godina naše Sunce moglo emitirati desetine superflara svakih nekoliko sati, a jedan ili više njih mogli bi svakodnevno udarati u magnetsko polje. "Mogli biste reći da je Zemlja neprestano napadnuta velikim događajima iz Carringtona", kaže on.
Koristeći numeričke modele, Hayrapetyan je pokazao da solarni nadzemni plafoni moraju biti dovoljno snažni da drastično komprimiraju Zemljinu magnetosferu, magnetski štit koji okružuje naš planet. Uz to, nabijene solarne čestice morale su probušiti rupu u magnetosferi blizu polova našeg planeta, ulazeći u atmosferu i sudarajući se s dušikom, ugljičnim dioksidom i metanom. "Dakle, sve te čestice uzajamno djeluju s molekulama u atmosferi i stvaraju nove molekule - lančana reakcija", kaže Hayrapetyan.
Promotivni video:
Ove solarno-atmosferske interakcije proizvode azotni oksid, staklenički plin s potencijalom globalnog zagrijavanja 300 puta većim od CO2. Hayrapetyanovi modeli sugeriraju da se u to vrijeme moglo stvoriti dovoljno dušičnog oksida da bi se planet mogao snažno zagrijavati. Drugi proizvod beskrajne solarne oluje, cijanid vodik (HCN), mogao bi oploditi površinu dušikom potrebnim za formiranje prvih građevnih blokova života.
"Ljudi su gledali na munje i padajuće meteorite kao načine za pokretanje kemije dušika", kaže Ramirez. "Mislim da je najslađa stvar u ovom poslu to što nitko prije nije razmišljao gledati solarne oluje."
Sada će biolozi morati utvrditi da li je točna mješavina željenih molekula mogla nastati nakon superflara, i potom potaknuti život. To je istraživanje već u tijeku. Znanstvenici Instituta za zemaljske znanosti o životu u Tokiju već koriste Hayrapetyanove modele za planiranje novih eksperimenata za simulaciju uvjeta na drevnoj Zemlji. Ako ovi pokusi mogu proizvesti aminokiseline i RNA, možda će se svemirsko vrijeme dodati na popis mogućih iskre života.
Pored svega ostalog, Hayrapetyanovi modeli mogli su osvijetliti i useljenost Marsa u prošlosti. Smatra se da je Crvena planeta bila prepuna vode prije četiri milijarde godina. Takva će istraživanja dobro doći u potrazi za životom izvan našeg sunčevog sustava.
Napokon, tek počinjemo shvaćati što predstavlja "potencijalno prihvatljivu zonu" zvijezde, gdje planete mogu imati oceane s tekućom vodom. Ali sada je naseljena zona određena samo svjetlinom zvijezde.
"Na kraju ćemo saznati može li energija zvijezde pomoći u stvaranju biomolekula. Možda bi bez njenog života bilo pravo čudo."
ILYA KHEL