به گزارش همشهری آنلاین و به نقل از ساینس الرت، روزی روزگاری ما فکر می‌کردیم که این طغیان‌ها مانعی برای زندگی روی زمین می‌شوند. اما شواهد نشان می‌دهد که آنها ممکن است محرکی بوده باشند که همه چیز را آغاز کرده است؛ زیرا ذرات خورشیدی با مولکول‌های جو اولیه زمین برخورد کردند تا بلوک‌های ساختمانی اولیه را ایجاد کنند که بعداً با هم ترکیب می‌شوند و زندگی را ایجاد می‌کنند.
اکنون با بمباران نمونه‌ای از جو اولیه با ذرات خورشیدی شبیه‌سازی‌شده و رعد و برق در آزمایشگاه، محققان آمینو اسیدها و اسیدهای کربوکسیلیک (دو مورد از مواد اولیه اساسی برای پروتئین‌ها و زندگی) را ایجاد کرده‌اند.
یک تیم به رهبری کنسی کوبایاشی، شیمیدان از دانشگاه ملی یوکوهاما در ژاپن در مطالعه خود نوشت: «ما برای اولین بار به‌طور تجربی نشان دادیم که نرخ تولید اسیدهای آمینه و اسیدهای کربوکسیلیک در مخلوط‌های گازی غیر احیاکننده، به دلیل تابش پروتون می‌تواند به طور قابل توجهی از نرخ تولید این مولکول‌ها از طریق پرتوهای کیهانی کهکشانی و تخلیه جرقه فراتر رود.»
این شواهد تجربی از اهمیت رویدادهای ذرات پرانرژی خورشیدی در خورشید جوان به‌عنوان منابع انرژی که برای سنتز مولکول‌های مهم بیولوژیکی که در محیط‌های مختلف زمین‌شناسی آبی در زمین اولیه ذخیره و انباشته شده‌اند، مورد نیاز است، ارائه می‌کند.
زمین تنها جایی در کیهان است که ما به طور قطع می‌دانیم که زندگی در آن وجود دارد. با این حال، ما نمی‌دانیم چرا حدود ۴ میلیارد سال پیش، شیمی پیچیده مانند آن شروع به تکرار خود کرد. ما یک ایده بسیار تقریبی از اصول اولیه داریم، اما در کنار هم قرار گرفتن جزئیات کمی دشوار است.
برای مدت طولانی، دانشمندان فکر می‌کردند که رعد و برق ممکن است نقشی داشته باشد و با مولکول‌ها، گرما و آب تعامل داشته باشد و آمینو اسیدها را تشکیل دهد، مولکول‌های اساسی که زندگی بر روی آنها ساخته شده است.
به نظر می‌رسد آزمایش‌ها نشان می‌دهند که این دقیق است. هنگامی که گازهایی که تصور می‌شد جو اولیه زمین را تشکیل می‌دهند، در سال ۱۹۵۳ با هم ترکیب شدند و با جرقه‌هایی از بین رفتند، اسیدهای آمینه تشکیل شدند. در آن زمان، ما فکر می‌کردیم جو اولیه زمین با مقادیر زیادی متان، آمونیاک، بخار آب و هیدروژن مولکولی تزریق‌شده، تشکیل شده است. با توجه به این مفروضات، آزمایش‌ها بر روی مخلوط های گازی متشکل از این مواد تمرکز داشتند.
با این حال، تحقیقات بعدی نشان داد که جو زمین از نظر متان و آمونیاک چندان غنی نیست. در عوض، گازهای تولید شده توسط فعالیت‌های آتشفشانی - دی اکسید کربن و نیتروژن مولکولی، تنها با مقدار کمی متان، تحت سلطه بود. آزمایش‌های جرقه مشابهی که روی این مخلوط انجام شد منجر به تولید اسید آمینه بسیار ناکارآمد شد.
سپس پیشنهاد شد که پرتوهای کیهانی کهکشانی ممکن است درگیر باشند. آزمایش‌هایی که این فرآیند را تقلید می‌کنند، اتمسفر اولیه شبیه‌سازی‌شده را با پروتون تابش می‌کنند، که منجر به تولید مناسب‌تر اسیدهای آمینه می‌شود. اما اینکه آیا تابش پرتوهای کیهانی کهکشانی در طول توسعه اولیه زمین برای ارائه نوع شیمی لازم برای حیات کافی بود یا خیر، بحث برانگیز باقی ماند.
در سال ۲۰۱۶، زمانی که تیمی به رهبری ولادیمیر آیراپتیان، دانشمند خورشیدی از مرکز پروازهای فضایی گودارد ناسا تصمیم گرفتند به خورشید نگاه دقیق‌تری بیندازند، پیشرفتی حاصل شد. این کمی غیر شهودی به نظر می‌رسد. رفتار اولیه خورشید، در نگاه اول، برای شرایط حیاتی مساعد به نظر نمی‌رسد. نه تنها بسیار بداخلاق بود، بلکه خنک‌تر و کم‌نورتر هم نشان می‌داد و تنها ۷۰ درصد خروجی فعلی خود را داشت.
آیراپتیان و تیمش نشان دادند که انحراف خورشید می‌توانست سردی آن را جبران کند و زمین را با شعله‌های فوق‌العاده‌ای که می‌توانست باوجود خنکی خورشید، آن را گرم کند و باعث ایجاد واکنش‌های شیمیایی می‌شود که مولکول‌های پری‌بیوتیکی تولید می‌کنند، دچار دردسر کند. کوبایاشی که دهه‌ها را صرف تحقیق در مورد شیمی پری بیوتیک کرده است، برای تحقیق با آیراپتیان تماس گرفت.
این تیم تعدادی مخلوط گازی شبیه‌سازی جوهای فرضی زمین اولیه، حاوی نیتروژن مولکولی، دی اکسید کربن، بخار آب و متان در نسبت‌های مختلف ساختند. این مخلوط‌ها در محفظه‌ای قرار می‌گرفتند؛ جایی که تحت تابش پروتون بود تا اثر شراره‌های خورشیدی را تقلید کنند یا تخلیه‌های الکتریکی برای شبیه‌سازی رعد و برق.
جلوه‌ها جذاب بود. محققان دریافتند که این مخلوط باید حداقل ۱۵ درصد متان داشته باشد تا جرقه‌ها اسیدهای آمینه تولید کنند که اصلاً مقدار کمی نیست. با این حال، ذرات خورشیدی شبیه سازی شده، اسیدهای آمینه و کربوکسیلیک اسید را با مخلوطی که فقط نیم درصد متان تشکیل می‌داد، تولید کردند.
این نشان می‌دهد که فعالیت‌های خورشیدی افسارگسیخته می‌تواند نقش مهمی در منشاء زندگی داشته باشد و اگرچه رعد و برق می‌توانست نقشی داشته باشد، اما احتمالاً نقش آن بسیار کمتر بوده است.
آیراپتیان می‌گوید: «و حتی در ۱۵ درصد متان، نرخ تولید اسیدهای آمینه توسط رعد و برق میلیون‌ها برابر کمتر از پروتون‌ها است.»
در شرایط سرد، هرگز رعد و برق نخواهید داشت و زمین اولیه زیر یک خورشید بسیار ضعیف قرار می‌گرفت.
بیشتر بخوانید:
این می‌تواند سرنخ مهمی در مورد چگونگی و چرایی رسیدن ما به اینجا باشد، اما همچنین می‌تواند به ستاره‌شناسان کمک کند تا شیمی پری‌بیوتیک را در جاهای دیگر نیز شناسایی کنند. به عنوان مثال، مریخ‌نورد کنجکاوی ناسا، نیترات‌های فراوانی را در سطح مریخ یافت که نشان می‌دهد تثبیت نیتروژن (ترکیب نیتروژن مولکولی با عناصر دیگر برای تشکیل ترکیبات) زمانی در مریخ کارآمد بوده است. شاید خورشید طوفانی هم در آنجا دست داشته است.
نظر شما