Активное молодое Солнце могло запустить формирование жизни на Земле

Согласно новому исследованию, первые строительные блоки жизни на Земле могли сформироваться благодаря извержениям на нашем Солнце.

Эксперименты показали, как солнечные частицы, сталкиваясь с газами в ранней атмосфере Земли, могут образовывать аминокислоты и карбоновые кислоты — основные строительные блоки белков и органической жизни. Результаты опубликованы в журнале Life.

Чтобы понять происхождение жизни, ученые пытаются объяснить, как образовались аминокислоты. Классическая гипотеза, предложенная в 1953 году Стэнли Миллером и Гарольдом Юри, предполагала, что "первичный бульон" из метана (CH₄), аммиака (NH₃), воды и молекулярного водорода под действием электрических разрядов (молний) может синтезировать аминокислоты.

Однако современные представления изменились: считается, что в ранней атмосфере Земли было меньше аммиака и метана, а преобладали углекислый газ (CO₂) и молекулярный азот (N₂), для расщепления которых требуется больше энергии.

В поисках альтернативных источников энергии астрофизик Владимир Айрапетян (NASA) предложил новую идею, основанную на данных миссии Kepler: энергичные частицы от молодого Солнца. Согласно его исследованию 2016 года, в первые 100 миллионов лет Солнце было на 30% тусклее, но "супервспышки", происходящие сегодня раз в 100 лет, тогда случались каждые 3–10 дней. Эти вспышки выбрасывали частицы с околосветовой скоростью, которые регулярно бомбардировали атмосферу Земли.

Японский профессор химии Кобаяси, изучавший влияние галактических космических лучей, объединился с Айрапетяном для проверки этой гипотезы. Они создали смесь газов, соответствующую современным представлениям о ранней атмосфере Земли: CO₂, N₂, вода и переменное количество метана.

Результаты экспериментов:

• При обстреле смеси протонами (имитация солнечных частиц) аминокислоты и карбоновые кислоты образовывались, если доля метана превышала 0.5%.
• При использовании электрических разрядов (имитация молний) для образования аминокислот требовалась концентрация метана около 15%.
• "Даже при 15% метана скорость образования аминокислот от молний в миллион раз меньше, чем от протонов", — отметил Айрапетян.
• Протоны также производили больше карбоновых кислот (предшественников аминокислот), чем разряды.

Кроме того, молнии, возникающие из-за восходящих теплых потоков воздуха, должны были быть гораздо реже в условиях более холодного и тусклого молодого Солнца.

Вывод: Солнечные частицы, по-видимому, были более эффективным и вероятным источником энергии для запуска пребиотической химии, чем молнии. Активное молодое Солнце могло катализировать предшественников жизни легче и, возможно, раньше, чем считалось.