Astronomen können nur eine wichtige Geheimnis über den Ursprung des Lebens gelöst haben

Wenn ein massiver Sonnensturm die Erde heute getroffen, könnte unsere Technologie auszulöschen und schleudern uns zurück zu den dunklen Zeiten. Zum Glück für uns, Veranstaltungen wie diese sind sehr selten. Aber vor 4 Milliarden Jahren extreme Weltraumwetter war wohl die Norm. Und anstatt die Apokalypse zu bringen, es Gastfahrer Leben haben könnte.

Das ist das überraschende Ergebnis der Forschung veröffentlicht in Nature Geoscience heute, die auf eine frühere Entdeckung über jungen, sonnenähnlichen Sternen gemacht mit Kepler-Weltraumteleskop der NASA aufbaut. Baby Sonnen, es stellt sich heraus, sind extrem eruptive, Freigabe irrsinnige Mengen an Energie während der "solar Superflares", aus denen unsere wildesten Raum Wetter aussehen Nieselregen.

NASA Vladimir Airapetian hat nun gezeigt, dass, wenn unsere Sonne gleichermaßen aktiv vor 4 Milliarden Jahren war es die Erde mehr bewohnbar gemacht haben könnte. Nach Airapetian Modellen wie solar Superflares unserer Atmosphäre schlug initiiert sie chemische Reaktionen, die Klimaerwärmung Treibhausgase und andere wesentliche Bestandteile für Leben ergab.

"Es ist eine verrückte Menge von Energie"

"Die Erde in einer Tiefkühltruhe vor 4 Milliarden Jahren hätte sein sollen," sagte Airapetian Gizmodo, unter Bezugnahme auf die "schwachen jungen Sonne Paradox" zuerst von Carl Sagan und George Mullen in 1972 aufgezogen. Das Paradox ist entstanden als Sagan und Mullen feststellte, dass die Erde hatte Anzeichen von flüssigem Wasser so früh wie vor 4 Milliarden Jahren, während die Sonne nur 70 % so hell war, wie es heute ist. "Der einzige Weg [zu erklären], irgendwie einen Treibhauseffekt zu integrieren", sagte Airapetian.

Eine weitere frühe Erde Puzzle ist wie die erste biologische Moleküle – DNA, RNA und Proteine – genügend Stickstoff aufgeräumt, um zu bilden. Ähnlich wie heute, wurde die Atmosphäre der alten Erde in erster Linie der inerte Stickstoff (N2) komponiert. Während spezialisierte Bakterien namens "Stickstoff-Fixierer" schließlich herausgefunden, wie man N2 zu brechen und schalten Sie ihn in Ammoniak (NH4), fehlte frühe Biologie diese Fähigkeit.

Die neue Studie bietet eine elegante Lösung für beide Probleme in Form von Weltraumwetter. Die Forschung begann einige Jahre zurück, als Airapetian die magnetische Aktivität von Sternen in der NASA Kepler Datenbank studierte. Er entdeckt, dass G-Typ (Sterne wie unsere Sonne) wie Dynamit in ihrer Jugend häufig Freigabe Impulse von Energie-Äquivalent zu mehr als 100 Billionen Atombomben. Die mächtigste Sonnensturm je erlebt durch den Menschen, das 1859 Carrington-Ereignis, das weltweite Stromausfälle verursacht verblasst im Vergleich.

"Es ist eine verrückte Menge von Energie. Ich kann kaum verstehen mich,"Ramses Ramirez – ein Astrobiologe an der Cornell University, die nicht mit der Studie beteiligt war, sondern arbeitet mit Airapetian — sagte Gizmodo.

Es kam bald zu Airapetian, mit denen er diese Entdeckung in der Frühgeschichte des Sonnensystems zurück blicken. Er berechnet, dass vor 4 Milliarden Jahren unsere Sonne Dutzende von Superflares alle paar Stunden mit einem oder mehreren Weiden Magnetfeld der Erde jeden Tag herausgebracht haben könnte. "Im Grunde war die Erde unter ständigem Beschuss von super Carrington-großer Ereignisse," sagte er.

Mit Hilfe numerischer Modelle, zeigten Airapetian dann, dass solar Superflares stark genug wäre, um die Magnetosphäre der Erde, die magnetische Abschirmung dramatisch zu komprimieren, die unseren Planeten umkreist. Nicht nur, dass geladene solare Teilchen ein Loch sauber durch die Magnetosphäre in der Nähe von Polen unseres Planeten, Eintritt in die Atmosphäre und Kollision mit Stickstoff, Kohlendioxid und Methan sprengen würde. "Nun haben Sie diese Partikel Interaktion mit Molekülen in der Atmosphäre und die Schaffung neuer Moleküle – wie eine Kettenreaktion" Airapetian sagte.

Diese solar-atmosphärische Interaktionen produzieren Lachgas, ein Treibhausgas mit 300 Mal das Treibhauspotenzial von CO2. Airapetian der Modelle deuten darauf hin, dass genügend Lachgas entstanden sein könnte um den Planeten dramatisch zu wärmen. Ein weiteres Produkt der endlosen Sonnensturm, Cyanwasserstoff (HCN), könnte die Oberfläche mit dem Stickstoff benötigt, um die ersten Bausteine des Lebens bilden befruchtet haben.

"Menschen Blitze und fallenden Meteoriten zu initiieren Stickstoff Chemie angeschaut haben," sagte Ramirez. "Ich denke, das beste an diesem Artikel ist, dass niemand wirklich gedacht hatte, über Sonnenstürme zu betrachten."

Es werden bis zu Biologen um festzustellen, ob die genaue Mischung von Molekülen über Superflares produziert genug zum Jumpstart Leben gewesen wäre. Diese Untersuchung ist bereits im Gange. Forscher an der Erde Life Sciences Institute in Tokio und anderswo benutzen jetzt Airapetian Modelle, neue Experimente zu entwickeln, die auf der alten Erde zu simulieren. Wenn diese Experimente Aminosäuren und RNA-Bausteine erzeugen können, würde das gehen einen langen Weg in Richtung unterstützen die Idee, dass Weltraumwetter geholfen haben Leben begann.

Zusätzlich helfen unsere Entstehungsgeschichte zusammensetzen, Airapetian Modelle könnten Aufschluss über die letzten Bewohnbarkeit des Mars, die auch nass trotz des Empfangens sogar weniger Strahlung von der jungen Sonne vor 4 Milliarden Jahren gewesen zu sein scheint. Die Studie könnte Auswirkungen für das Leben außerhalb unseres Sonnensystems zu haben.

Wir gerade erst anfangen, um herauszufinden, was ist ein Star "bewohnbaren Zone," wo Planeten mit flüssigem Wasser Ozeanen existieren könnte. Aber die aktuelle Definition der habitablen Zone nur in der Helligkeit des Sterns übergeordnete Faktoren. Mit mehr detaillierte Informationen über explosive Aktivität eines Sterns wir möglicherweise in der Lage, mehr über die Chemie von Atmosphären von Exoplaneten aufzulesen, und das Potenzial für einen starken Treibhauseffekt zu halten.

"Schließlich, dies wird uns informieren ob die Energie von einem Stern in einer Art und Weise ist, die die Chemie um Biomoleküle, erstellen erstellen können", sagte Airapetian. "Ohne diese wäre es ein Wunder, Leben zu haben."