Согласно одному из недавно опубликованных сотрудниками NASA исследований активности Солнца, интенсивные солнечные бури оказались гораздо сильнее, чем предполагалось ранее. Более того, вероятно, что фундамент жизни на Земле был заложен одной из таких вспышек.
Ученые использовали заряженные частицы, содержавшиеся в солнечном ветре, и смесь газов, которые присутствовали в ранней атмосфере Земли. В результате они обнаружили, что в ходе взаимодействия компонентов образовались амино- и карбоновые кислоты — фундамент для возникновения белков и всей органической жизни в целом.
Ученые думают об условиях, в которых сформировалась жизнь на Земле, уже не первое столетие. Изначально считалось, что жизнь зародилась в так называемом «первичном бульоне» химических элементов.
В 1950-х годах ученые провели новые эксперименты. Тогда они установили, что до 20 различных аминокислот образуются, например, в ходе воздействия искусственной молнии на смесь метана, аммиака, воды и молекулярного водорода.
Однако позже картина заметно усложнилась, дополнившись новыми подробностями. Так исследователи выяснили, что ранняя атмосфера Земли содержала в себе меньше аммиака и метана, чем казалось ранее. Более того, выяснилось, что в ней присутствовало больше молекулярного азота и углекислого газа. Для установленного тогда количества этих газов требовалось гораздо больше энергии, чем могла выделить одна молния.
В современном исследовании, проведенном с помощью ускорителя частиц, были получены новые данные. В частности, стало понятно, что необходимый толчок для зарождения жизни на Земле могли дать космические лучи от сверхвспышек энергии.
Почему эта теория игнорировалась раньше? Потому что далеко не все ученые могли использовать ускоритель частиц для проведения опытов.
Звезды создают мощные магнитные поля. Последние появляются из потока электрических зарядов в расплавленной плазме. Иногда линии полей скручиваются в изломы и высвобождают энергию во вспышках излучения, называемых солнечными, и взрывных струях солнечного материала.
Когда он попадает в магнитное поле Земли, возникает геомагнитная буря, перемешивающая молекулы в нашей атмосфере. Она же, кстати, может создавать северные сияния.
Самая большая такая солнечная буря, установленная человечеством, произошла в 1859 году. Тогда высвободилось столько же энергии, сколько могли бы выделить 10 миллиардов атомных бомб мощностью в 1 мегатонну. Однако даже это событие ничтожно по сравнению со сверхвспышками на Солнце.
Обычно они возникают раз в 100 лет, но, вероятно, так было не всегда. В 2016 году, например, было установлено, что в течение первых 100 миллионов лет существования Земли Солнце было на 30% тусклее, но сверхвспышки появлялись на нем каждые 3-10 дней.
Для того чтобы показать, какую роль могли сыграть эти вспышки в формировании аминокислот на Земле, ученые объединили углекислый газ, молекулярный азот, воду и различное количество метана в смеси газов, которые могли присутствовать в ранней атмосфере Земли. Затем они вкидывали в эту смесь протоны из небольшого ускорителя частиц или воспламеняли их разрядом молний. Так они запустили целое лабораторное «производство» амино- и карбоновых кислот — важных предпосылок для начала жизни на Земле.
По мере того, как исследователи увеличивали уровень метана, возрастало количество кислот. Но если для их образования на обнаруживаемых уровнях протонной смеси требовалось всего 0,5% концентрации метана, то для разрядов молнии требовалось 15%.
По мнению Владимира Айрапетяна, астрофизика из Центра космических полетов Годдара NASA, даже при 15% метана скорость образования аминокислот гораздо выше при воздействии протонами, чем молнией. В холодных условиях никогда молний не бывает, а ранняя Земля находилась под довольно слабым Солнцем. Это не значит, что жизнь не могла произойти от молнии, но то, что это случилось из-за солнечных частиц, теперь гораздо вероятнее.
Напомним, ранее мы рассказывали о другом интересном наблюдении NASA, которое показало, как спутник Юпитера раскаляется докрасна.
