Ултравиолетовата светлина е това, което може да наречете спорен тип радиация. От една страна, прекомерното излагане може да доведе до слънчево изгаряне, повишен риск от рак на кожата и увреждане на зрението и имунната система. От друга страна, той също има огромни ползи за здравето, което включва насърчаване на облекчаването на стреса и стимулиране на естественото производство на организма от витамин D, сератонин и меланин.
И според ново проучване на екип от Харвардския университет и Харвард-Смитсоновския център за астрофизика (CfA), ултравиолетовото лъчение може дори да е изиграло критична роля за появата на живота тук на Земята. По този начин определянето на това колко UV лъчение се произвежда от други видове звезди може да бъде един от ключовете за намиране на доказателства за живота на планетите, които ги обикалят.
Изследването, озаглавено „Повърхностната UV среда на планетите, орбитиращи М джуджета: последствия за пребиотичната химия и необходимостта от експериментални последващи действия“, наскоро се появи в The Astrophysical Journal, Воден от Сукрит Ранджан, гостуващ докторантичен изследовател в CfA, екипът се фокусира върху звезди от тип М (червено джудже), за да определи дали този клас звезди произвежда достатъчно UV лъчение, за да започне биологичните процеси, необходими за появата на живота.
Последните проучвания показват, че UV лъчението може да е необходимо за образуването на рибонуклеинова киселина (РНК), която е необходима за всички форми на живот, както я познаваме. И като се има предвид скоростта, с която скалните планети са били открити около късните червени звезди-джуджета (примерно включват Proxima b, LHS 1140b и седемте планети на системата TRAPPIST-1), колко излъчване на червени джуджета с UV лъчение може да бъде централно за определяне на обитаемостта на екзопланетите.
Както д-р Ранджан обясни в съобщение за пресата на CfA:
„Би било като да имаш купчина дърва и да запалиш и да искаш да запалиш огън, но да нямаш кибрит. Нашите изследвания показват, че точното количество UV-светлина може да бъде един от мачовете, които получават живот, тъй като ние знаем, че се запалва. "
В името на изследването си екипът създаде радиационни модели на трансфер на звезди от червено джудже. След това те се опитаха да определят дали UV средата на пребиотични планети, аналогови на Земята, които ги обикалят, би била достатъчна за стимулиране на фотопроцесите, които биха довели до образуването на РНК. От това те изчислиха, че планетите, обикалящи около М-джуджетата, ще имат достъп до 100-1000 пъти по-малко биоактивно UV лъчение от млада Земя.
В резултат химията, която зависи от ултравиолетовата светлина, за да превърне химическите елементи и пребиотичните условия в биологични организми, вероятно би била изключена. Алтернативно екипът прецени, че дори ако тази химия е в състояние да протече при намалено ниво на UV лъчение, тя ще работи с много по-бавна скорост, отколкото на Земята милиарди години.
Както обясни Робин Уордсуърт - асистент в Харвардската школа за инженерни и приложни науки и съавтор на изследването, това не е задължително лоша новина, що се отнася до въпросите за обитаемостта. „Възможно е да намерите сладкото място“, каза той. „Трябва да има достатъчно ултравиолетова светлина, за да предизвика образуването на живот, но не толкова, че да ерозира и премахва атмосферата на планетата.“
Предишни проучвания показват, че дори спокойните червени джуджета изпитват драматични изблици, които периодично бомбардират планетите си с изблици на UV енергия. Въпреки че това се смяташе за нещо опасно, което може да отнеме около орбите на планетите от атмосферата им и да облъчи живота, възможно е такива изблици да компенсират ниските нива на UV да се получават постоянно от звездата.
Тази новина идва и по петите на проучване, което посочи как външните планети на системата TRAPPIST-1 (включително трите разположени в обитаемата й зона) все още могат да имат много вода от техните повърхности. И тук ключът беше UV лъчението, където екипът, отговорен за изследването, наблюдаваше планетите TRAPPIST-1 за признаци на загуба на водород от атмосферата им (знак за фотодисоциация).
Това изследване припомня също скорошно проучване, ръководено от професор Ави Льоб, председател на катедрата по астрономия в Харвардския университет, директор на Института за теория и изчисления, а също и член на CfA. Озаглавен „Относителна вероятност за живота като функция на космическото време“, Лоб и неговият екип стигнаха до заключението, че звездите на червените джуджета са най-склонни да предизвикат живот поради тяхната ниска маса и изключително дълголетие.
В сравнение с звездите с по-голяма маса, които имат по-кратки срокове на живот, звездите с червени джуджета вероятно ще останат в основната си последователност за цели шест до дванадесет трилиона години. Следователно, звездите на червените джуджета със сигурност ще бъдат достатъчно дълги, за да се справят с дори значително забавяне на органичната еволюция. В това отношение това последно проучване може дори да се счита за възможна резолюция за парадокса Ферми - Къде са всички извънземни? Те все още се развиват!
Но тъй като Димитър Саселов - професорът по астрономия на Филипс в Харвард, директор на инициативата „Произход на живота“ и съавтор на хартията - посочи, все още има много въпроси без отговор:
„Все още имаме много работа в лабораторията и на други места, за да определим как фактори, включително UV, играят на въпроса за живота. Също така трябва да определим дали животът може да се образува при много по-ниски нива на UV, отколкото преживяваме тук, на Земята. “
Както винаги, учените са принудени да работят с ограничена референтна рамка, когато става дума за оценка на обитаемостта на други планети. Доколкото знаем, животът съществува само на планетата (т.е. на Земята), което естествено влияе на разбирането ни за това къде и при какви условия може да процъфтява животът. И въпреки продължаващите изследвания, въпросът как възникна животът на Земята, все още е нещо загадка.
Ако животът трябва да бъде намерен на планета, обикаляща около червено джудже, или в екстремни среди, които сметнали за необитаеми, това предполага, че животът може да възникне и да се развива в условия, които са много различни от тези на Земята. В следващите години мисии от следващо поколение като космическия телескоп Джеймс Уеб са гигантският Магелан телескоп се очаква да разкрият повече за далечни звезди и техните системи от планети.
Изплащането на това изследване вероятно включва нови идеи за това къде може да възникне животът и условията, при които може да процъфтява.
