Слънчевите „суперизбухвания“, милиони пъти по-силни от всичко днес, може да са предизвикали живота на Земята

Ч рез изстрелване на заредени частици, открити в слънчевия вятър, в смес от газове, присъствали в ранната атмосфера на Земята, учените установиха, че комбинираните съставки образуват значителни количества аминокиселини и карбоксилни киселини - градивните елементи на протеините и целия органичен живот.

Учените са озадачени от това какви са били условията, които са предизвикали живота на Земята още от 1800 г., когато се спекулирало, че животът може да е започнал в първична химическа супа, наречена "малко топло езерце". През 50-те години на миналия век експерименти, по време, на които излагали газови смеси от метан, амоняк, вода и молекулярен водород на изкуствени мълнии показали, че от процеса се образуват 20 различни аминокиселини.

След това обаче картината се усложнила. Учените открили, че ранната атмосфера на Земята е имала по-малко амоняк и метан, отколкото се смятало, както и повече въглероден диоксид и молекулярен азот - два газа, които отнемат много повече енергия, за да се разпаднат, отколкото самата мълния може да осигури.

Solar 'superflares' millions of times stronger than anything today may have sparked life on earth https://t.co/LHyrwJVVHc

— Live Science (@LiveScience) May 16, 2023

Ново проучване, публикувано на 28 април в списание Life, използва ускорител на частици, за да установи дали космическите лъчи от енергийни суперизбухвания биха могли да осигурят необходимия тласък за живота на Земята.

„Повечето изследователи пренебрегват галактическите космически лъчи, защото те изискват специализирано оборудване, като ускорители на частици“, казва в изявление водещият автор на изследването Кенсей Кобаяши, професор по химия в Националния университет на Йокохама в Япония. „Имах късмета да имам достъп до няколко от тях в близост до нашите съоръжения.“

"Звездите генерират мощни магнитни полета, създадени чрез потока от електрически заряди в разтопената плазма, която тече по и под техните повърхности. Понякога тези линии на магнитното поле се преплитат и когато внезапно да се скъсат, освобождават енергия с много радиация, наречени слънчеви изригвания, а експлозивни струи от слънчев материал, които се отделят са наречени „изхвърляне на коронална маса“.

#SCIENCES || A new #NASA study suggests that solar #superflares may have played a crucial role in the #originoflife on Earth, providing the energy needed to initiate the chemical processes that led to the emergence of life. || https://t.co/OeLeTzCq93

— AEROSPATIAL (@aerospatial) May 14, 2023

"Когато този слънчев материал, състоящ се предимно от електрони, протони и алфа частици, се разбие в магнитното поле на Земята, той предизвиква геомагнитни бури, разбърквайки молекулите в нашата атмосфера и създават цветни полярни сияния, по-известни като „северни сияния“. Най-голямата слънчева буря от новата история на Земята е била събитието Карингтън от 1859 г., което освободило приблизително толкова енергия, колкото 10 милиарда атомни бомби, но дори това събитие било с по-малка силата от тази на суперизбухване. То може да бъде от стотици до хиляди пъти по-силно енергийно.

Суперизригвания от този вид обикновено се случват само веднъж на около 100 години, но това може да не е било винаги така. Проучване от 2016 г. разглежда данните от мисията Kepler на НАСА, която между 2009 г. и 2018 г. събира информация за подобни на Земята планети и техните звезди и показа, че през първите 100 милиона години на Земята слънцето е било с 30% по-тъмно, но въпреки това суперизригвания са се случвали на повърхността му на всеки три до 10 дни.

За да разберат ролята, която суперизригванията вероятно са изиграли в образуването на аминокиселините на древната Земя, изследователите от новото проучване комбинират въглероден диоксид, молекулярен азот, вода и различно количество метан в смеси от газове, каквито вероятно е имало в нашата ранна атмосфера. След това, или чрез изстрелване на газовите смеси с протони от малък ускорител на частици (известен като тандемен ускорител) или чрез запалването им със симулирана мълния, учените предизвикват производството на аминокиселини и карбоксилни киселини - и двете важни химични предпоставки за живота.

Solar 'superflares' millions of times stronger than anything today may have sparked life on earthhttps://t.co/MUHgLxEcKf

— usa jaun news (@UsaJaun) May 17, 2023

Тъй като изследователите повишават нивата на метан, аминокиселините и карбоксилните киселини, генерирани както от протоните, така и от ударите на мълнията, нарастнали, но за да ги генерират на откриваеми нива, протонната смес се нуждае само от 0,5% концентрация на метан, докато мълниевите разряди се нуждаят от 15%.

„И дори при 15% метан, скоростта на производство на аминокиселини от мълния е милион пъти по-малка, отколкото от протони“, каза съавторът на изследването Владимир Айрапетян, астрофизик в Центъра за космически полети Годард на НАСА, който също е работил върху проучването от 2016 г. „При студени условия никога няма да има светкавица, а в ранните години на Земята слънцето е било доста по-слабо. Това не означава, че не може се е случило с мълния, но светкавицата вече са по-малко реалистичен вариант, за сметка на слънчевите частици, които изглеждат доста по-вероятни.“