Pokud by dnes na Zemi zasáhla obrovská sluneční bouře, zničila by technologii a přivedla nás zpět do temných časů. Naštěstí pro nás jsou takové události velmi vzácné. Ale před čtyřmi miliardami let mohlo být děsivé počasí ve vesmíru na denním pořádku. Jen místo apokalypsy by vytvořila život. Toto je překvapivý závěr studie, která byla nedávno zveřejněna v časopisu Nature Geosciences. Staví na předchozích objevech o mladých hvězdách podobných slunci, které vytvořil kosmický dalekohled Kepler. Ukázalo se, že mladí svítidla jsou extrémně nestabilní a uvolňují neuvěřitelné množství energie během „slunečních superflares“. Naše nejdivočejší vesmírné počasí bude ve srovnání vypadat jako mrholení.
Vladimír Hayrapetyan z NASA ukázal, že kdyby naše slunce bylo stejně aktivní po dobu 4 miliard let, mohlo by to učinit Zemi více obyvatelnou. Podle Hayrapetyanových modelů, když sluneční superflares uvolní naši atmosféru, zahájily chemické reakce, které přispěly k akumulaci skleníkových plynů a dalších základních složek života.
"Po čtyři miliardy let měla být Země hluboce zmrazená," říká Hayrapetyan s odkazem na "slabý mladý sluneční paprsek", který poprvé formulovali Carl Sagan a George Mullen v roce 1972. Paradox přišel, když si Sagan a Mullen uvědomili, že Země měla známky tekuté vody před 4 miliardami let, ale Slunce bylo o 30% slabší. "Jediným způsobem, jak to vysvětlit, je nějakým způsobem zapnout skleníkový efekt," řekl Hayrapetyan.
Další záhadou o mladé Zemi je to, jak první biologické molekuly - DNA, RNA a proteiny - shromažďovaly dostatek dusíku, aby se vytvořily. Jak je tomu dnes, atmosféra staré Země sestávala většinou z inertního dusíku (N2). Ačkoli speciální bakterie, „dusíkaté fixátory“, zjistily, jak rozložit N2 a přeměnit jej na amoniak (NH4), časná biologie tuto schopnost postrádala.
Nová studie nabízí elegantní řešení obou problémů ve formě kosmického počasí. Výzkum začal před několika lety, když Hayrapetyan studoval magnetickou aktivitu hvězd v Keplerově databázi. Zjistil, že hvězdy typu G (jako naše Slunce) byly v mládí jako dynamit a často uvolňovaly pulzy energie ekvivalentní 100 bilionům atomových bomb. Nejsilnější geomagnetická bouře, kterou lidé zažili a která způsobila výpadky proudu po celém světě, událost Carrington z roku 1859, je ve srovnání s bledou.
"To je obrovské množství energie." Těžko si to dokážu představit, “říká Ramses Ramirez, astrobiolog z Cornell University, který se studie nezúčastnil, ale pracuje s Hayrapetyanem.
Velmi brzy na Hayrapetyana došlo, že tento objev mohl použít k nahlédnutí do rané historie sluneční soustavy. Vypočítal, že před 4 miliardami let naše Slunce mohlo každých několik hodin vystřelit desítky superflaresů, a každý z nich mohl každý den zasáhnout magnetické pole. "Dalo by se říci, že Země byla neustále napadána obřími Carringtonovými událostmi," říká.
Pomocí numerických modelů Hayrapetyan ukázal, že sluneční superflares musí být dostatečně silný, aby drasticky stlačil magnetosféru Země, magnetický štít, který obklopuje naši planetu. Navíc nabité sluneční částice musely prorazit díru v magnetosféře poblíž pólů naší planety, vstoupit do atmosféry a srážet se s dusíkem, oxidem uhličitým a metanem. "Takže všechny tyto částice interagují s molekulami v atmosféře a vytvářejí nové molekuly - řetězovou reakci," říká Hayrapetyan.
Propagační video:
Tyto interakce se sluneční atmosférou produkují oxid dusný, skleníkový plyn s potenciálem globálního oteplování 300krát vyšší než CO2. Hayrapetyanovy modely naznačují, že v té době mohlo být vyrobeno dostatek oxidu dusného, aby se planeta mohla zahřát silně. Další produkt nekonečné sluneční bouře, kyanovodík (HCN), by mohl povrch hnojit dusíkem nezbytným pro vytvoření prvních stavebních bloků života.
"Lidé považovali blesky a padající meteority za způsob, jak zahájit chemii dusíku," říká Ramirez. "Myslím, že nejúžasnější věcí na této práci je to, že nikdo předtím nenapadlo podívat se na sluneční bouře."
Nyní biologové budou muset určit, zda přesná směs požadovaných molekul by se mohla narodit po superflare, a pak dát život. Tento výzkum již probíhá. Vědci z Ústavu suchozemských věd v Tokiu již používají Hayrapetyanovy modely k plánování nových experimentů simulujících podmínky na starověké Zemi. Pokud tyto experimenty mohou produkovat aminokyseliny a RNA, možná bude do seznamu možných jisker života přidáno vesmírné počasí.
Hayrapetyanovy modely mohly kromě všeho ostatního vrhnout světlo na obyvatelnost Marsu v minulosti. Rudá planeta je považována za plnou vody před čtyřmi miliardami let. Takový výzkum se hodí také při hledání života mimo naši sluneční soustavu.
Koneckonců, teprve začínáme zjistit, co představuje „potenciálně obyvatelnou zónu“hvězdy, kde planety mohou mít oceány s kapalnou vodou. Nyní je však obyvatelná zóna určována pouze jasem hvězdy.
"Nakonec zjistíme, zda energie hvězdy může pomoci vytvořit biomolekuly." Možná by bez jejího života byl skutečný zázrak. “
ILYA KHEL