Новое исследование НАСА: солнечные вспышки, возможно, были источником жизни на Земле

Недавнее исследование предполагает, что основные компоненты жизни на Земле, возможно, возникли в результате солнечных вспышек. Исследование, проведенное учеными из Центра космических полетов имени Годдарда, входящего в состав НАСА, показало, что столкновение частиц солнечной энергии с газами в изначальной атмосфере Земли могло привести к образованию аминокислот и карбоновых кислот, которые являются основными элементами белков и органической жизни.

«Чтобы понять происхождение жизни, многие ученые пытаются объяснить, как образуются аминокислоты, из которых состоят белки и все формы клеточной жизни», — говорится в пресс-релизе, опубликованном Центром Годдарда 2 мая.

Согласно заявлению, эта идея появилась в конце девятнадцатого века, когда ученые предполагали, что жизнь, возможно, зародилась в «маленькой теплой луже», больше похожей на «суп» из химических веществ, активируемых молнией, теплом и другими источниками энергии, которые могли смешиваться вместе в концентрированных количествах, образуя органические молекулы.

Но поиски компонентов ранней атмосферы Земли восходят к 1953 году, когда Стэнли Миллер из Чикагского университета попытался воссоздать эти первичные условия в лаборатории. Миллер заполнил герметичную комнату метаном, аммиаком, водой и молекулярным водородом — газами, которые, как полагают, преобладали в ранней атмосфере Земли, — и неоднократно зажигал электрическую искру, имитируя молнию. Неделю спустя Миллер и его команда проанализировали содержимое комнаты и обнаружили, что образовалось 20 различных аминокислот.

Владимир Айрапетян, астрофизик из Центра Годдарда, участвовавший в новом исследовании, отметил: «Это было великое открытие — выяснить основные компоненты атмосферы ранней Земли путем синтеза этих сложных органических молекул».

Согласно новому исследованию, Айрапетян использовал данные миссии НАСА «Кеплер», чтобы проверить новую идею об активных частицах, высвобождаемых Солнцем на ранней стадии сверхгиганта. Он опирался на наблюдения за далекими звездами на разных стадиях их жизненного цикла.

В 2016 году Айрапетян опубликовал исследование, в котором указывалось, что в течение первых ста миллионов лет Солнце было на 30% темнее, но «сверхсолнечные вспышки, мощные взрывы, которые мы видим сегодня только раз в сто лет или около того, вспыхивали раз в 3-10 дней. Эти сверхвспышки высвобождают частицы, близкие к скорости света, которые регулярно сталкиваются с нашей атмосферой, вызывая химические реакции», — сказал он.

«Как только я опубликовал эту статью, со мной связалась команда из Йокогамского государственного университета из Японии, где доктор Кобаяши, профессор химии, провел 30 лет, изучая пребиотическую химию, которая пытается понять, как галактические космические лучи могут влиять на атмосферу Земли на ранних стадиях», — добавил Айрапетян.

Согласно заявлению НАСА, для исследования воздействия космических лучей на атмосферу Земли Айрапетян, Кобаяши и их сотрудники создали смесь газов, которая соответствовала земной атмосфере в том виде, в каком мы ее понимаем сегодня.

Они соединили углекислый газ, молекулярный азот, воду и переменное количество метана. Процентное содержание метана в ранней атмосфере Земли неизвестно, но предполагается, что оно было низким. Для этого они «обстреливали» газовую смесь протонами (имитирующими солнечные частицы) или поджигали ее с искровым разрядом (для имитации молнии).

Команда наблюдала увеличение содержания метана более чем на 0,5%, что означает, что смеси, выделяемые протонами (частицами солнечной энергии), производят заметное количество аминокислот и карбоновых кислот, но для искровых разрядов требуется концентрация метана около 15%, прежде чем вообще образуются какие-либо аминокислоты.

«Даже при 15% метана скорость образования аминокислот при помощи молнии в миллион раз ниже, чем у протонов, поскольку протоны также имеют тенденцию производить больше карбоновых кислот (предшественников аминокислот), чем те, которые воспламеняются искровым разрядом. И при прочих равных условиях солнечные частицы, по-видимому, являются более эффективным источником энергии, чем молния», — говорит Айрапетян.