Na co dzień promieniowanie ultrafioletowe (UV) nie za dobrze nam się kojarzy – wszak jest odpowiedzialne za oparzenia słoneczne czy wiele innych szkodliwych dla nas efektów. Niemniej jednak, najnowsze badania wskazują, że promieniowanie ultrafioletowe mogło odegrać kluczową rolę w powstaniu życia na Ziemi i może być istotnym czynnikiem wskazującym gdzie powinniśmy szukać życia we Wszechświecie.
Badania przeprowadzone przez Sukrita Ranjana z Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics (CfA) w Cambridge, MA i jego współpracowników wskazują, że czerwone karły mogą nie emitować wystarczającej ilości promieniowania ultrafioletowego niezbędnej do rozpoczęcia procesów biologicznych podobnych do ziemskich. Przykładowo, określony poziomy promieniowania ultrafioletowego mogą być niezbędne przy formowaniu kwasu rybonukleinowego, związku obecnego we wszystkich formach znanego nam życia.
„Taki przypadek może przypominać sytuację, w której posiadamy mnóstwo suchego drewna, podpałkę, a nie mamy zapałki, aby rozpalić ognisko”, mówi Ranjan. „Nasze badania wskazują, że odpowiednia ilość promieniowania ultrafioletowego może być jedną z tych zapałek, które pozwalają rozpalić ogień życia”.
Badania prowadzone przez naukowców skupiają się na czerwonych karłach, mniejszych i mniej masywnych od Słońca, oraz na planetach, które wokół nich krążą. Niedawno badacze odkryli kilka układów planetarnych z planetami w ekosferach gwiazd macierzystych, gdzie teoretycznie woda w stanie ciekłym może istnieć na powierzchni planety. Wśród nich są układy Proxima Centauri, TRAPPIST-1 oraz LHS 1140.
Bazując na modelach komputerowych i znanych właściwościach czerwonych karłów, autorzy oszacowali, że powierzchnie planet skalistych w potencjalnych ekosferach czerwonych karłów mogą otrzymywać 100 do 1000 razy mniej promieniowania ultrafioletowego niezbędnego do powstania życia niż młoda Ziemia. Procesy chemiczne, które zależą od promieniowania UV mogą ustać przy tak niskim poziomie promieniowania, a nawet jeżeli nadal będą zachodziły, będą potrzebowały znacznie więcej czasu niż na młodej Ziemi, co istotnie opóźniłoby powstanie życia.
„To może być kwestia trafienia w optymalny poziom promieniowania”, mówi współautor opracowania Robin Wordsworth z Harvard School of Engineering and Applied Science. „Do rozpoczęcia procesu powstawania życia niezbędny jest odpowiednio wysoki poziom promieniowania UV, ale jednocześnie nie może on być na tyle wysoki aby pozbawił planetę atmosfery”.
Wcześniej prowadzone badania wskazują, że czerwone karły w układach takich jak TRAPPIST-1 mogą charakteryzować się gwałtownymi rozbłyskami promieniowania UV. Jeżeli takie rozbłyski będą dostarczać zbyt dużo energii na powierzchnię planet krążących wokół karłów, mogą one znacząco wpływać na atmosfery i niszczyć życie na powierzchni planet. Z drugiej strony, te same rozbłyski mogą dostarczać tyle energii, że będą kompensowały niższe poziomy promieniowania UV emitowane przez gwiazdę między rozbłyskami.
„Przed nami wciąż dużo pracy w laboratoriach jak i poza nimi, zanim uda nam się ustalić jakie czynniki – w tym promienie UV – wpływają na powstanie życia”, mówi współautor artykułu Dimitar Sasselov z CfA. „Musimy także ustalić czy życie może powstać przy dużo niższych poziomach promieniowania UV niż dociera do Ziemi”.
Istnieje duże zainteresowanie poszukiwaniem odpowiedzi na to pytanie, ponieważ czerwone karły stanowią jedne z najlepszych kandydatek na gwiazdy, wokół których mogą krążyć planety z życiem. Zważając na fakt, że w najbliższych latach pracę rozpoczną teleskopy takie jak Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba czy Gigantyczny Teleskop Magellana – naukowcy potrzebują jak największej ilości informacji, aby do tego czasu wybrać najbardziej obiecujące obiekty do poszukiwania życia poza Układem Słonecznym.
Ograniczeniem tego typu badań jest fakt, że znamy tylko jedną planetę we Wszechświecie, na której powstało życie – Ziemię, a nawet w jej przypadku nie wiemy do końca jak to się stało. Jeżeli uda nam się odkryć życie na planecie krążącej wokół czerwonego karła, może okazać się, że trafimy na zupełnie inną ścieżkę, która doprowadziła do powstania życia.
Wyniki badań opublikowano 10 lipca br. w periodyku The Astrophysical Journal.
Źródło: phys.org