Ультрафіолетове світло - це те, що можна назвати суперечливим типом випромінювання. З одного боку, перенапруження може призвести до сонячних опіків, підвищеного ризику раку шкіри та пошкодження зору та імунної системи людини. З іншого боку, він також має величезні переваги для здоров'я, що включає сприяння зняття стресу та стимулювання природного вироблення організмом вітаміну D, сератоніну та меланіну.
Згідно з новим дослідженням команди Гарвардського університету та Гарвард-Смітсонівського центру астрофізики (CfA), ультрафіолетове випромінювання, можливо, навіть зіграло вирішальну роль у виникненні життя тут на Землі. Отже, визначення кількості ультрафіолетового випромінювання інших типів зірок може бути одним із ключів до пошуку доказів життя будь-яких планет, які на них обходять.
Нещодавно з'явилося дослідження під назвою "Поверхневе УФ-середовище на планетах, що обертаються навколо М карликів: наслідки для пребіотичної хімії та необхідність експериментального спостереження". Астрофізичний журнал. Під керівництвом Сукрита Ранджана, відвідувача докторального дослідника CfA, команда зосередилась на зірках типу М (червоний карлик), щоб визначити, чи цей клас зірки виробляє достатню кількість УФ-випромінювання для початку біологічних процесів, необхідних для життєдіяльності.
Останні дослідження показали, що УФ-випромінювання може бути необхідним для утворення рибонуклеїнової кислоти (РНК), яка необхідна для всіх форм життя, як ми це знаємо. І враховуючи швидкість, з якою скелясті планети були виявлені навколо червоних карликових зірок пізнього часу (наприклад, включають Проксима b, LHS 1140b і сім планет системи TRAPPIST-1), скільки УФ-випромінювання червоних карликів може виділяти центральне місце для визначення придатності до екзопланети.
Як пояснив доктор Ранджан у прес-релізі CfA:
"Це було б як купувати деревину, розпалювати і хотіти запалити вогонь, але не мати сірника. Наше дослідження показує, що потрібна кількість ультрафіолетового випромінювання може бути одним із сірників, який сприймає життя так, як ми знаємо, що воно займається ».
Заради свого дослідження команда створила радіаційні моделі передачі червоних карликових зірок. Потім вони намагалися визначити, чи буде достатньо УФ-середовища на пребіотичних планетах-аналогах Землі, які обертаються навколо них, для стимулювання фотопроцесів, які б призвели до утворення РНК. Виходячи з цього, вони підрахували, що планети, що обертаються навколо зірок М-карликів, матимуть доступ до 100-1000 разів менше біоактивного УФ-випромінювання, ніж молода Земля.
В результаті хімія, яка залежить від ультрафіолетового світла, щоб перетворити хімічні елементи та пребіотичні умови в біологічні організми, ймовірно, буде припинена. Крім того, команда підрахувала, що навіть якщо ця хімія зможе протікати при зниженому рівні УФ-випромінювання, вона буде працювати набагато повільніше, ніж це було на Землі мільярди років тому.
Як пояснив Робін Вордсворт - доцент Гарвардської школи інженерно-прикладних наук та співавтор дослідження, це не обов'язково погана новина, що стосується питань придатності. "Це може бути питання пошуку солодкого місця", - сказав він. "Потрібно бути достатньо ультрафіолетового світла, щоб викликати життєдіяльність, але не настільки, щоб воно розмивало та видаляло атмосферу планети".
Попередні дослідження показали, що навіть спокійні червоні карлики відчувають драматичні спалахи, які періодично бомбардують їх планети вибухами УФ-енергії. Хоча це вважалося чимось небезпечним, що могло позбавити орбіти планет їх атмосфери та опромінити життя, можливо, такі спалахи можуть компенсувати низький рівень УФ, який постійно виробляє зірка.
Ця новина також наближається до дослідження, яке вказувало на те, як зовнішні планети системи TRAPPIST-1 (включаючи три, що знаходяться в межах її житлової зони) все ще можуть мати багато води на своїх поверхнях. Тут також ключовим було УФ-випромінювання, де група, відповідальна за дослідження, контролювала планети TRAPPIST-1 за ознаками втрати водню з їх атмосфери (ознака фотодисоціації).
Це дослідження також має на увазі недавнє дослідження, яке очолило професор Аві Лоб, завідувач кафедри астрономії Гарвардського університету, директор Інституту теорії та обчислень, а також член CfA. Під назвою "Відносна ймовірність життя як функція космічного часу", Лоб та його команда дійшли висновку, що червоні зірки-карлики, найімовірніше, породжують життя через їх малу масу та надзвичайну довговічність.
Порівняно з зірками більшої маси, які мають коротший термін життя, червоні карликові зірки, ймовірно, залишаться у своїй основній послідовності протягом шести-дванадцяти трильйонів років. Отже, червоні карликові зірки, безумовно, будуть довгі, щоб прийняти навіть дуже сповільнений темп органічної еволюції. У цьому відношенні це останнє дослідження може навіть вважатися можливою резолюцією для парадокса Фермі - Де всі прибульці? Вони все ще розвиваються!
Але, як зазначав Димитар Сасселов - професор астрономії Філліпса з Гарварду, директор Ініціативи «Походження життя» та співавтор статті, - є ще безліч питань без відповіді:
«У нас ще багато роботи в лабораторії та в інших місцях, щоб визначити, як фактори, включаючи УФ, грають на питання про життя. Крім того, ми повинні визначити, чи може життя формуватися при набагато нижчих рівнях УФО, ніж ми відчуваємо тут, на Землі ».
Як завжди, вчені змушені працювати з обмеженою орієнтиром, коли справа стосується оцінки придатності інших планет. Наскільки нам відомо, життя існує лише на планеті (тобто на Землі), що природно впливає на наше розуміння того, де і за яких умов може процвітати життя. І незважаючи на постійні дослідження, питання про те, як виникло життя на Землі, все ще залишається загадкою.
Якщо життя має знаходитись на планеті, що обертається на червоному карлику, або в екстремальних умовах, які ми вважали нежилими, це дозволило б припустити, що життя може зароджуватися та розвиватися в умовах, що сильно відрізняються від земних. У найближчі роки такі місії наступного покоління, як космічний телескоп "Джеймс Вебб" - гігантський телескоп "Магеллан", очікують, що розкриють більше про далекі зірки та їх системи планет.
Окупність цього дослідження, ймовірно, включає нові уявлення про те, де може виникнути життя та в яких умовах воно може процвітати.
