Az ultraibolya fény az, amit vitatott sugárzásnak nevezhetünk. Egyrészt a túlzott expozíció napégéshez, a bőrrák fokozott kockázatához, valamint a látás és az immunrendszer károsodásához vezethet. Másrészt óriási egészségügyi előnyei is vannak, ideértve a stressz enyhítését és a test természetes D-vitamin, seratonin és melanin termelésének serkentését.
És a Harvard Egyetem és a Harvard-Smithsonian Asztrofizikai Központ (CfA) egy új tanulmánya szerint az ultraibolya sugárzás kritikus szerepet játszhatott a Földön az élet kialakulásában. Mint ilyen, annak meghatározása, hogy mennyi UV-sugárzást bocsátanak ki más típusú csillagok, lehetne az egyik kulcsa annak, hogy az őket körül keringő bolygók életét bizonyítékot találjanak.
Az „A törpe körüli keringő bolygók felszíni UV-környezete: a prebiotikus kémia következményei és a kísérleti nyomon követés szükségessége” című tanulmány nemrégiben jelent meg a Az asztrofizikai folyóirat. Sukrit Ranjan, a CfA vendégdoktori posztkutatója vezetésével a csoport az M-típusú (vörös törpe) csillagokra összpontosított annak meghatározására, hogy ez a csillagosztály elegendő UV-sugárzást bocsát-e ki az élet kialakulásához szükséges biológiai folyamatok elindításához.
A legfrissebb kutatások rámutattak, hogy az ultraibolya sugárzásra szükség lehet a ribonukleinsav (RNS) képződéséhez, amely szükséges az élet minden formájához, amint azt ismertük. És figyelembe véve azt a sebességet, amellyel a sziklás bolygót felfedezték a késő vörös törpe csillagok körül (például a Proxima b, LHS 1140b, és a TRAPPIST-1 rendszer hét bolygója), a vörös törpék által kibocsátott UV-sugárzás mennyi közepes lehet az exoplanet alkalmazhatóságának meghatározása.
Ahogy Dr. Ranjan egy CfA sajtóközleményében kifejtette:
„Olyan lenne, mintha egy halom fa lenne és meggyújtaná a tüzet, de nem akarna gyújtani. Kutatásaink azt mutatják, hogy a megfelelő mennyiségű UV-fény lehet az egyik olyan gyufa, amely életre kel, mivel tudjuk, hogy meggyullad. ”
Vizsgálataik érdekében a csapat vörös törp csillagok sugárzási átviteli modelljeit készítette. Ezután megkérdezték, hogy az ultraibolya környezet elegendő-e az őket körül keringő prebiotikus Föld-analóg bolygókon az RNS képződéséhez vezető fotoprocesszusok stimulálásához. Ezek alapján kiszámították, hogy az M-törpe csillagokat keringő bolygók 100–1000-szer kevesebb bioaktív UV-sugárzáshoz férhetnek hozzá, mint egy fiatal Föld.
Ennek eredményeként valószínűleg leáll az a kémia, amely az UV-fénytől függ, hogy kémiai elemeket és prebiotikus körülményeket biológiai organizmusokká alakítson. Alternatív megoldásként a csoport becslése szerint még ha ez a kémia képes lenne folytatódni az alacsony UV-sugárzás mellett, sokkal lassabban fog működni, mint a Földön milliárd évvel ezelőtt.
Mint ahogyan Robin Wordsworth - a Harvardi Mérnöki és Alkalmazott Tudományok Iskolájának adjunktusa és a tanulmány társszerzője - kifejtette, ez nem feltétlenül rossz hír, ami az alkalmazhatóság kérdését illeti. "Lehet, hogy megtaláljuk az édes helyet" - mondta. "Elegendő ultraibolya fénynek kell lennie az élet kialakulásának kiváltásához, de nem annyira, hogy az rombolja és eltávolítsa a bolygó légkörét."
Korábbi tanulmányok kimutatták, hogy még a nyugodt vörös törpék is olyan drámai fáklyákat tapasztalnak, amelyek időszakosan bombázzák bolygóikat UV-energiával. Noha ezt valami veszélyesnek tartották, amely lebonthatja a bolygók keringő légkörét, és besugárzhatja az életüket, lehetséges, hogy ezek a fáklyák kompenzálhatják a csillag által folyamatosan előállított alacsonyabb UV-szintet.
Ez a hír egy olyan tanulmány sarkában érkezik, amely rámutatott, hogy a TRAPPIST-1 rendszer külső bolygóinak (beleértve a lakhatósági zónájukban található három bolygót) felületükön még mindig lehet sok víz. Itt is a kulcs az UV sugárzás volt, ahol a tanulmányért felelős csapat megfigyelte a TRAPPIST-1 bolygót a légköréből származó hidrogénveszteség jeleire (a fotodiszociáció jele).
Ez a kutatás emlékeztet egy nemrégiben készült tanulmányra, amelyet Avi Loeb professzor, a Harvard Egyetem csillagászati osztályának elnöke, az Elmélet és Számítástechnika Intézetének igazgatója, valamint a CfA tagja vezet. „Az élet relatív valószínűsége mint a kozmikus idő függvénye” címen Loeb és csapata arra a következtetésre jutott, hogy a vörös törpe csillagok valószínűleg alacsony élettartamuk és rendkívül hosszú élettartamuk miatt életet keltenek.
A nagyobb tömegű csillagokhoz képest, amelyek élettartama rövidebb, a vörös törpe csillagok valószínűleg fő-sorrendben maradnak, akár hat-tizenkét billió évig. Ennélfogva a vörös törpe csillagok minden bizonnyal elég hosszúak lennének ahhoz, hogy akár a szerves evolúció hatalmas lassulásának is megfeleljenek. Ebben a tekintetben ezt a legújabb tanulmányt akár a Fermi Paradox lehetséges megoldásának is lehet tekinteni - Hol vannak az idegenek? Még mindig fejlődik!
De amint azt Dimitar Sasselov - a Harvard Phillips csillagászati professzora, az Eredetek kezdete kezdeményezés igazgatója és az írás társszerzője - jelezte, még mindig sok megválaszolatlan kérdés van:
„Még sok tennivalónk van a laboratóriumban és másutt annak meghatározására, hogy a tényezők, beleértve az UV-t is, befolyásolják az élet kérdését. Ezenkívül meg kell határoznunk, hogy az élet sokkal alacsonyabb UV-szintnél alakulhat-e ki, mint amit a Földön tapasztalunk. ”
Mint mindig, a tudósok arra kényszerülnek, hogy korlátozott referenciakerettel dolgozzanak a többi bolygó életképességének felmérésekor. Tudomásunk szerint az élet csak a bolygón (azaz a Földön) létezik, ami természetesen befolyásolja azt a megértést, hogy hol és milyen feltételek mellett élhet az élet. És a folyamatban lévő kutatások ellenére az a kérdés, hogyan alakult ki az élet a Földön, még mindig rejtély.
Ha az életet egy vörös törpével keringő bolygón találnánk, vagy olyan szélsőséges körülmények között, amelyekről úgy gondoltuk, hogy élettelenek, akkor az azt sugallhatja, hogy az élet olyan körülmények között alakulhat ki és alakulhat ki, amelyek nagyon különböznek a Földétől. Az elkövetkező években a következő generációs missziók, mint például a James Webb Űrtávcső, az Óriás Magellan-távcső, várhatóan többet fognak megtudni a távoli csillagokról és bolygórendszereikről.
A kutatás megtérülése valószínűleg új betekintést fog tartalmazni az élet kialakulásának és a fejlődésének körülményei közé.
