Ultraviolettivaloa voidaan kutsua kiistanalaiseksi säteilytyypiksi. Yhtäältä liiallinen altistuminen voi johtaa auringonpolttamiseen, lisääntyneeseen ihosyövän riskiin ja vaurioihin ihmisen näkö- ja immuunijärjestelmälle. Toisaalta sillä on myös joitain valtavia terveyshyötyjä, joihin kuuluu stressin lievityksen edistäminen ja kehon luonnollisen D-vitamiinin, seratoniinin ja melaniinin tuotannon stimulointi.
Ja a:n mukaan uusi tutkimus tiimiltä Harvardin yliopistosta ja Harvard-Smithsonian astrofysiikan keskus (CfA), ultraviolettisäteily saattoi jopa olla ratkaisevassa roolissa elämän syntymisessä täällä maan päällä. Sellaisenaan muun tyyppisten tähtien UV-säteilyn määrän määrittäminen voisi olla yksi avaimista todisteiden löytämiseksi niitä kiertävien planeettojen elämästä.
Tutkimus, jonka otsikko on ' Pinta-UV-ympäristö M-kääpiöitä kiertävillä planeetoilla: vaikutukset prebioottiseen kemiaan ja kokeellisen seurannan tarve ', ilmestyi äskettäinAstrophysical Journal. CfA:n vierailevan tutkijatohtorin Sukrit Ranjanin johtama ryhmä keskittyi M-tyypin (punainen kääpiö) tähtiin selvittääkseen, tuottaako tämä tähtiluokka tarpeeksi UV-säteilyä käynnistääkseen elämän syntymisen edellyttämät biologiset prosessit.
Taiteilijan mielikuva Proxima b -planeetan pinnasta kiertävän punaista kääpiötähteä Proxima Centauria. Kaksoistähti Alpha Centauri AB näkyy itse Proximan oikeassa yläkulmassa. Luotto: ESO
Viimeaikaiset tutkimukset ovat osoittaneet, että UV-säteily saattaa olla tarpeen ribonukleiinihapon (RNA) muodostumiselle, joka on välttämätön kaikille tuntemamme elämänmuodoille. Ja kun otetaan huomioon nopeus, jolla kiviplaneettoja on viime aikoina löydetty punaisten kääpiötähtien ympäriltä (esim. Seuraava b , LHS 1140b , ja seitsemän planeettaa TRAPPIST-1 järjestelmä ), kuinka paljon UV-säteilyä punaiset kääpiöt lähettävät, voi olla keskeistä määritettäessä eksoplaneettojen asuttavuutta.
Kuten tohtori Ranjan selitti CfA:ssa Lehdistötiedote :
”Se olisi kuin olisi kasa puuta ja sytytys ja haluaisi sytyttää tulta, mutta ei tulitikkua. Tutkimuksemme osoittavat, että oikea määrä UV-valoa saattaa olla yksi niistä tulitikkuista, jotka saavat tuntemamme elämän syttymään.'
Tutkimuksensa vuoksi ryhmä loi punaisten kääpiötähtien säteilysiirtomalleja. Sitten he yrittivät määrittää, riittääkö UV-ympäristö prebioottisilla maa-analogisilla planeetoilla, jotka kiertävät niitä, stimuloimaan valoprosesseja, jotka johtaisivat RNA:n muodostumiseen. Tästä he laskivat, että M-kääpiötähtiä kiertävillä planeetoilla olisi 100–1000 kertaa vähemmän bioaktiivista UV-säteilyä kuin nuorella maapallolla.
Tämän seurauksena kemia, joka riippuu UV-valosta kemiallisten alkuaineiden ja prebioottisten olosuhteiden muuttamiseksi biologisiksi organismeiksi, todennäköisesti sulkeutuisi. Vaihtoehtoisesti ryhmä arvioi, että vaikka tämä kemia kykenisi etenemään alentuneen UV-säteilyn alaisena, se toimisi paljon hitaammin kuin maapallolla miljardeja vuosia sitten.
Taiteilijan vaikutelma planeetan kiertävästä punaista kääpiötähtä. Luotto: ESO/M. Kornmesser
Kuten Robin Wordsworth – apulaisprofessori Harvard School of Engineering and Applied Science ja tutkimuksen toinen kirjoittaja – selitti, että tämä ei välttämättä ole huono uutinen asuttavuuskysymyksissä. 'Se voi olla makean paikan löytämisen kysymys', hän sanoi. 'Pitää olla tarpeeksi ultraviolettivaloa elämän muodostumisen laukaisemiseksi, mutta ei niin paljon, että se syöpyisi ja poistaisi planeetan ilmakehän.'
Aiemmat tutkimukset ovat osoittaneet sen jopa rauhalliset punaiset kääpiöt kokevat dramaattisia leimahduksia jotka pommittavat ajoittain planeettojaan UV-energialla. Vaikka tätä pidettiinkin vaarallisena, joka voisi riisua kiertävien planeettojen ilmakehän ja säteilyttää elämää, on mahdollista, että tällaiset soihdut voisivat kompensoida tähden jatkuvasti tuottaman alhaisemman UV-säteilyn.
Tämä uutinen liittyy myös tutkimukseen, joka osoitti, kuinka TRAPPIST-1-järjestelmän ulkoplaneetoilla (mukaan lukien kolme sen asuttavalla vyöhykkeellä sijaitsevaa) saattaa vielä olla runsaasti niiden pintojen vettä . Tässäkin avain oli UV-säteily, jossa tutkimuksesta vastaava ryhmä tarkkaili TRAPPIST-1-planeetoilla merkkejä vedyn häviämisestä niiden ilmakehästä (merkki valodissosiaatiosta).
Tämä tutkimus muistuttaa myös a tuore tutkimus johti professori Avi Loeb, Harvardin yliopiston tähtitieteen laitoksen johtaja, johtaja Teorian ja laskennan instituutti ja myös CfA:n jäsen. Otsikko ' Elämän suhteellinen todennäköisyys kosmisen ajan funktiona ', Loeb ja hänen tiiminsä päättelivät, että punaiset kääpiötähdet synnyttävät todennäköisimmin elämää pienen massansa ja äärimmäisen pitkäikäisyytensä vuoksi.
Taiteilijan vaikutelma auringonlaskusta Maan kaltaisen eksoplaneetan pinnalta. Luotto: ESO/L. Calçada
Verrattuna suurempimassaisiin tähtiin, joilla on lyhyempi elinikä, punaiset kääpiöt pysyvät todennäköisesti pääsarjassaan jopa kuudesta kahteentoista biljoonaan vuoteen. Näin ollen punaiset kääpiötähdet olisivat varmasti olemassa riittävän kauan, jotta ne mukautuisivat jopa valtavasti hidastettuun orgaanisen evoluution vauhtiin. Tässä suhteessa tätä viimeisintä tutkimusta voitaisiin jopa pitää mahdollisena ratkaisuna Fermi-paradoksiin – Missä ovat kaikki muukalaiset? Ne kehittyvät edelleen!
Mutta kuten Dimitar Sasselov – Phillips tähtitieteen professori Harvardissa, johtaja Origins of Life Initiative ja toinen kirjoittaja paperilla – osoitettu, on vielä monia kysymyksiä, joihin ei ole vastattu:
'Meillä on vielä paljon tehtävää laboratoriossa ja muualla selvittääksemme, miten tekijät, mukaan lukien UV, vaikuttavat elämään. Meidän on myös selvitettävä, voiko elämää syntyä paljon alhaisemmilla UV-tasoilla kuin mitä koemme täällä maan päällä.'
Kuten aina, tiedemiehet joutuvat työskentelemään rajoitetun viitekehyksen kanssa arvioidessaan muiden planeettojen asuttavuutta. Tietojemme mukaan elämää on olemassa vain planeetalla (eli Maassa), mikä luonnollisesti vaikuttaa ymmärrykseen siitä, missä ja missä olosuhteissa elämä voi kukoistaa. Ja jatkuvasta tutkimuksesta huolimatta kysymys elämän syntymisestä maapallolle on edelleen mysteeri.
Jos elämää löydettäisiin planeetalta, joka kiertää punaista kääpiötä, tai äärimmäisissä ympäristöissä, joita luulimme asumiskelvottomaksi, se viittaa siihen, että elämä voi syntyä ja kehittyä olosuhteissa, jotka poikkeavat suuresti Maan olosuhteissa. Tulevina vuosina seuraavan sukupolven tehtävät, kuten James Webbin avaruusteleskooppi ovat Jättiläinen Magellan-teleskooppi odotetaan paljastavan enemmän kaukaisista tähdistä ja niiden planeettajärjestelmistä.
Tämän tutkimuksen tulos sisältää todennäköisesti uusia oivalluksia siitä, missä elämä voi syntyä ja olosuhteista, joissa se voi kukoistaa.
Lisälukemista: CfA , Astrophysical Journal