Ultraviolettivalo on se, jota voisit kutsua kiistanalaiseksi säteilytyypiksi. Yhtäältä altistuminen voi johtaa auringonpolttamiseen, lisääntyneeseen ihosyövän riskiin ja vahingoittaa ihmisen näköä ja immuunijärjestelmää. Toisaalta sillä on myös valtavia terveyshyötyjä, joihin sisältyy stressin lievittämisen edistäminen ja kehon D-vitamiinin, seratoniinin ja melaniinin luonnollisen tuotannon stimulointi.
Ja Harvardin yliopiston ja Harvard-Smithsonian Astrofysiikan keskuksen (CfA) ryhmän uuden tutkimuksen mukaan ultravioletti säteilyllä voi olla ollut jopa kriittinen rooli elämän syntymisessä täällä maan päällä. Sellaisenaan sen määrittäminen, kuinka paljon UV-säteilyä tuottaa muun tyyppisiä tähtiä, voisi olla yksi avaimista todisteiden löytämiseksi elämästä niitä kiertäviä planeettoja.
Tutkimus, jonka otsikko on ”Pinta-UV-ympäristö M kääpiöillä kiertävillä planeetoilla: vaikutukset prebioottiseen kemiaan ja kokeellisten seurantojen tarve”, ilmestyi äskettäin The Astrophysical Journal. CfA: n vierailevan tutkijatohtorin Sukrit Ranjanin johdolla ryhmä keskittyi M-tyypin (punainen kääpiö) tähtiin selvittääkseen, tuottaako tämä tähtiluokka tarpeeksi UV-säteilyä elvyttämisen edellyttämien biologisten prosessien käynnistämiseksi.
Viimeaikaiset tutkimukset ovat osoittaneet, että UV-säteily voi olla tarpeen ribonukleiinihapon (RNA) muodostumiseen, mikä on välttämätöntä kaikille elämän muodoille, koska sen tunnemme. Ja ottaen huomioon nopeuden, jolla kiviset planeetat on löydetty myöhään punaisten kääpiötähtien ympäriltä (esimerkkeinä Proxima b, LHS 1140b ja TRAPPIST-1 -järjestelmän seitsemän planeettaa), kuinka paljon UV-säteilyn punaiset kääpiöt antavat pois, voisi olla keskeinen exoplanetin asettavuuden määrittäminen.
Kuten tohtori Ranjan selitti CfA: n lehdistötiedotteessa:
”Se olisi kuin ottaa kasa puuta ja sytyttää ja haluaa sytyttää tulta, mutta ilman ottelua. Tutkimuksemme osoittavat, että oikea määrä UV-valoa voi olla yksi tulitikkuista, jotka saavat elämän sellaisena kuin tiedämme sen sytyvän. ”
Tutkimuksensa vuoksi ryhmä loi punaisten kääpiötähteiden säteileviä siirtomalleja. Sitten he yrittivät selvittää, riittäisikö niitä kiertäviä prebioottisia Maan-analogisia planeettoja UV-ympäristö stimuloimaan valoprosesseja, jotka johtavat RNA: n muodostumiseen. Tämän perusteella he laskivat, että M-kääpiötähteillä kiertävillä planeetoilla olisi 100–1000 kertaa vähemmän bioaktiivista UV-säteilyä kuin nuorella maalla.
Seurauksena kemikaali, joka riippuu UV-valosta kemiallisten elementtien ja prebioottisten olosuhteiden muuttamiseksi biologisiksi organismeiksi, todennäköisesti sammuu. Vaihtoehtoisesti ryhmä arvioi, että vaikka tämä kemia pystyisi etenemään heikentyneellä UV-säteilytasolla, se toimisi paljon hitaammin kuin se teki maapallon miljardeja vuosia sitten.
Kuten Robin Wordsworth - Harvardin teknillisen korkeakoulun teknillisen korkeakoulun apulaisprofessori ja tutkimuksen yhteistekijä - selitti, tämä ei ole välttämättä huono uutinen siltä osin kuin kyse on asumiskelpoisuudesta. "Kysymys voi olla makean paikan löytämisestä", hän sanoi. "On oltava tarpeeksi ultraviolettivaloa elämän muodostumisen käynnistämiseksi, mutta ei niin paljon, että se tuhoaa ja poistaa planeetan ilmakehän."
Aikaisemmat tutkimukset ovat osoittaneet, että jopa rauhallisilla punaisilla kääpiöillä on dramaattisia soihdutuksia, jotka pommittavat määräajoin heidän planeettaansa pursuttamalla UV-energiaa. Vaikka tätä pidettiin vaarallisena, joka voi poistaa ilmakehän kiertoradalla kiertäviä planeettoja ja säteilyttää elämää, on mahdollista, että tällaiset soihdut voisivat kompensoida tähden tasaisesti tuottaman alhaisemman UV-tason.
Nämä uutiset tulevat myös tutkimuksen kannoille, jotka osoittivat, kuinka TRAPPIST-1-järjestelmän ulkoisilla planeetoilla (mukaan lukien kolme, jotka sijaitsevat sen asumisalueella) saattaa edelleen olla runsaasti vettä niiden pinnasta. Tässäkin avain oli UV-säteily, missä tutkimuksesta vastaava ryhmä tarkkaili TRAPPIST-1-planeettoja ilmakehän vedyn menetysmerkkien suhteen (merkkinä fotodissosiaatiosta).
Tämä tutkimus muistuttaa myös äskettäistä tutkimusta, jonka johtajana on professori Avi Loeb, Harvardin yliopiston tähtitieteen laitoksen puheenjohtaja, teoria- ja laskentainstituutin johtaja sekä CfA: n jäsen. Otsikolla ”Elämän suhteellinen todennäköisyys kosmisen ajan funktiona” Loeb ja hänen tiiminsä päättelivät, että punaiset kääpiötähdet antavat todennäköisimmin elämän pienen massan ja äärimmäisen pitkäikäisyyden vuoksi.
Verrattuna suuremman massan tähtiin, joiden elinkaari on lyhyempi, punaiset kääpiötähdet pysyvät todennäköisesti pääjärjestyksessään kuuden - kahdentoista biljoonan vuoden ajan. Punaiset kääpiötähdet olisivat siis varmasti riittävän kauan mahtuukseen jopa huomattavasti hidastuneeseen orgaanisen evoluutionopeuteen. Tässä suhteessa tätä viimeisintä tutkimusta voidaan jopa pitää mahdollisena ratkaisuna Fermi Paradoxille - Missä kaikki muukalaiset ovat? Ne ovat edelleen kehittymässä!
Mutta kuten Dimitar Sasselov - Phillipsin tähtitieteen professori Harvardissa, Life of Origins -aloitteen johtaja ja paperilla kirjoitettu kirjoittaja - ilmoitti, vielä on monia vastaamattomia kysymyksiä:
”Meillä on vielä paljon työtä laboratoriossa ja muualla sen selvittämiseksi, miten tekijät, kuten UV, vaikuttavat elämän kysymykseen. Lisäksi meidän on selvitettävä, voiko elämä muodostaa paljon alhaisemmilla UV-tasoilla kuin mitä me täällä maan päällä koemme. "
Kuten aina, tutkijoiden on pakko työskennellä rajoitetulla viitekehyksellä muiden planeettojen asettavuuden arvioimiseksi. Tietojemme mukaan elämä esiintyy vain planeetalla (ts. Maapallolla), mikä vaikuttaa luonnollisesti ymmärrykseemme siitä, missä ja missä olosuhteissa elämä voi menestyä. Ja jatkuvasta tutkimuksesta huolimatta kysymys siitä, kuinka elämä syntyi maan päälle, on edelleen salaperäinen.
Jos elämä pitäisi löytää punaisella kääpiöllä kiertävällä planeetalla tai äärimmäisissä ympäristöissä, joiden mielestä olemme asumattomia, se viittaa siihen, että elämä voi syntyä ja kehittyä olosuhteissa, jotka ovat hyvin erilaisia kuin Maan. Lähivuosina seuraavan sukupolven tehtävien, kuten James Webbin avaruusteleskoopin, on jättiläinen Magellan-teleskooppi, odotetaan paljastavan enemmän etäisistä tähtiistä ja niiden planeettajärjestelmistä.
Tämän tutkimuksen tulokseen sisältyy todennäköisesti uusia käsityksiä siitä, missä elämä voi syntyä ja olosuhteissa, joissa se voi menestyä.
