Hvis en massiv solstorm ramte Jorden i dag, ville den ødelægge teknologien og føre os tilbage til mørke tider. Heldigvis for os er sådanne begivenheder ekstremt sjældne. Men for fire milliarder år siden kunne uhyggeligt rumvejr have været dagens orden. Kun i stedet for apokalypsen skabte hun liv. Dette er den overraskende konklusion af en undersøgelse, der for nylig blev offentliggjort i Nature Geosciences. Det bygger på tidligere opdagelser om unge sollignende stjerner foretaget af Kepler-rumteleskopet. Det viste sig, at unge armaturer er ekstremt ustabile og frigiver en utrolig mængde energi under "soloverflader." Vores vildeste rumvejr vil se ud som regnregn til sammenligning.
NASAs Vladimir Hayrapetyan viste, at hvis vores sol var så aktiv i 4 milliarder år, kunne den gøre Jorden mere beboelig. Ifølge Hayrapetyans modeller, når soloverflader vikles af vores atmosfære, indledte de kemiske reaktioner, der bidrog til ophobningen af drivhusgasser og andre vigtige ingredienser for livet.
”I fire milliarder år skal jorden have været dybt frosset,” siger Hayrapetyan og henviser til det”svage unge solparadoks”, først formuleret af Carl Sagan og George Mullen i 1972. Paradokset kom, da Sagan og Mullen indså, at Jorden havde tegn på flydende vand for 4 milliarder år siden, men solen var 30% svagere.”Den eneste måde at forklare dette på er på en eller anden måde at aktivere drivhuseffekten,” sagde Hayrapetyan.
Et andet mysterium om den unge jord er hvordan de første biologiske molekyler - DNA, RNA og proteiner - indsamlet nok nitrogen til at dannes. Som det er i dag, bestod atmosfæren fra den gamle jord mest af inert kvælstof (N2). Selvom specielle bakterier, "nitrogenfixere", regnede ud, hvordan man nedbryder N2 og omdanner den til ammoniak (NH4), manglede tidlig biologi denne evne.
Den nye undersøgelse tilbyder en elegant løsning på begge problemer i form af rumvejr. Forskningen begyndte for flere år siden, da Hayrapetyan studerede stjernernes magnetiske aktivitet i Kepler-databasen. Han fandt, at stjerner af G-type (som vores sol) er som dynamit i deres ungdom: de frigiver ofte energipulser svarende til 100 billioner atombomber. Den mest kraftfulde geomagnetiske storm, som mennesker har oplevet, og som forårsagede mørklægninger overalt i verden, Carrington-begivenheden i 1859, bleges i sammenligning.
”Dette er en enorm mængde energi. Jeg kan næppe forestille mig det,”siger Ramses Ramirez, en astrobiolog ved Cornell University, der ikke var involveret i studiet, men arbejder med Hayrapetyan.
Meget snart gik det op for Hayrapetyan, at han kunne bruge denne opdagelse til at undersøge solsystemets tidlige historie. Han beregnet, at for 4 milliarder år siden kunne vores sol have udsendt snesevis af superflares hver par timer, og en eller flere af dem kunne ramme et magnetfelt hver dag.”Man kan sige, at Jorden konstant blev angrebet af de gigantiske Carrington-begivenheder,” siger han.
Ved hjælp af numeriske modeller viste Hayrapetyan, at soloverflader skal være kraftige nok til drastisk at komprimere Jordens magnetosfære, det magnetiske skjold, der omgiver vores planet. Derudover måtte ladede solpartikler slå et hul i magnetosfæren nær planetens poler, ind i atmosfæren og kollidere med nitrogen, kuldioxid og metan.”Så alle disse partikler interagerer med molekyler i atmosfæren og skaber nye molekyler - en kædereaktion,” siger Hayrapetyan.
Salgsfremmende video:
Disse interaktioner mellem sol og atmosfære producerer nitrogenoxid, en drivhusgas med et global opvarmningspotentiale på 300 gange CO2. Hayrapetyans modeller antyder, at der på det tidspunkt kunne være produceret tilstrækkelig nitrogenoxid til, at planeten kunne begynde at opvarme kraftigt. Et andet produkt af den uendelige solstorm, brintcyanid (HCN), kunne befrugte overfladen med det kvælstof, der er nødvendigt for at danne livets første byggesten.
”Folk så på lyn og faldende meteoritter som måder at indlede nitrogenkemi på,” siger Ramirez. "Jeg synes, at det sejeste ved dette arbejde er, at ingen har tænkt på at se på solstorme før."
Nu bliver biologer nødt til at bestemme, om den nøjagtige blanding af de ønskede molekyler kunne være født efter en superflare og derefter give anledning til liv. Denne forskning er allerede i gang. Forskere ved Institute of Terrestrial Life Sciences i Tokyo bruger allerede Hayrapetyan's modeller til at planlægge nye eksperimenter til at simulere forhold på den gamle jord. Hvis disse eksperimenter kan producere aminosyrer og RNA, vil måske rumvejr blive føjet til listen over mulige gnister i livet.
Ud over alt andet kunne Hayrapetyans modeller kaste lys over Mars 's levedygtighed i fortiden. Det antages, at den røde planet var fyldt med vand for fire milliarder år siden. Sådan forskning vil også være praktisk i søgningen efter liv uden for vores solsystem.
Når alt kommer til alt er vi lige begyndt at finde ud af, hvad der udgør en”potentielt beboelig zone” af en stjerne, hvor planeter kan have hav med flydende vand. Men nu bestemmes den beboelige zone kun af stjernens lysstyrke.
”Til sidst vil vi finde ud af, om energien fra en stjerne kan hjælpe med at skabe biomolekyler. Måske uden hendes liv ville det være et sandt mirakel."
ILYA KHEL