كيف بالضبط نشأت الكائنات الحية على الأرض لا يزال لغزا. كشفت تجربة جديدة الآن أن انفجارات الجزيئات الشمسية يمكن أن تكون قد أطلقت العملية من خلال خلق بعض اللبنات الأساسية للحياة.
وقت الشمس
حتى قبل وجود الميكروب الأول ، لا بد أنه كان هناك أحماض أمينية يعتقد أنها تشكلت في أحد الوحل البدائي للأرض المبكرة. كان يُعتقد سابقًا أن البرق قد يؤدي إلى زيادة الشحن في تكوين الأحماض الأمينية. ومع ذلك ، فقد وجد كينسي كوباياشي من جامعة يوكوهاما الوطنية في اليابان ، جنبًا إلى جنب مع عالم الفيزياء الفلكية فلاديمير إيرابيتيان من مركز جودارد لرحلات الفضاء التابع لناسا وفريق من الباحثين من كلا المؤسستين ، احتمالًا آخر: ربما ساعدت الكواكب الفائقة للشمس الفتية على ولادة الحياة.
“[Galactic cosmic rays] و [solar energetic particle] قال باحثون في دراسة نُشرت مؤخرًا في حياة.
لا توجد إجابة محددة حول متى بدأت الحياة ، على الرغم من أن العلماء يعتقدون أن أول كائن حي على الأرض ظهر لأول مرة خلال Hadean Eon (بين 4 و 4.6 سنوات مضت). مليارات السنين). في عام 1953 ، أجرى ستانلي ميللر وهارولد أوري من جامعة شيكاغو تجارب تشير إلى ذلك برق إن ضرب الأرض في هذا الوقت تقريبًا وفر ظروفًا للتفاعلات الكيميائية التي من شأنها أن تؤدي إلى الأحماض الأمينية. في ذلك الوقت ، كان يُعتقد أن الغلاف الجوي المبكر للأرض يتكون أساسًا من الماء والهيدروجين والأمونيا والميثان. قام ميلر وأوري بمحاكاة البرق الذي يضرب جزيئات الغاز هذه في المختبر وينتج أحماض أمينية.
بدأت المشاكل مع فرضية البرق بالظهور عندما أشارت الدراسات اللاحقة إلى عدم وجود كمية كبيرة من الميثان أو الأمونيا في الغلاف الجوي الهادي كما افترض ميلر وأوري. بدلاً من ذلك ، كان هناك الكثير من ثاني أكسيد الكربون والنيتروجين الجزيئي. يجب تكسير هذه الغازات حتى تحدث التفاعلات الكيميائية التي تشكل الأحماض الأمينية ، ولا يمكن أن يكسرها البرق بهذه السهولة. هذا يعني كميات أصغر بكثير من الأحماض الأمينية.
كيمياء عالية الطاقة
من خلال دراسة ملاحظات النجوم الشابة والبعيدة من مهمة كبلر التابعة لوكالة ناسا ، اكتشف الباحثون كيف كانت الشمس الوليدة تتصرف على الأرجح: تسببت في نوبات غضب هائلة. لقد فجرت الأرض بطاقة كافية لتفكيك غازات الغلاف الجوي التي كانت موجودة في ذلك الوقت.
كانت Hadean Sun شابة ومتقلبة. سوف تنفجر في صواريخ فائقة – حتى أ صنف X شمسي مضيئة لا شيء عن هذه الظواهر. تحدث الانفجارات الفائقة الآن كل مائة عام أو نحو ذلك ، ولكن في ذلك الوقت ربما حدثت مرة واحدة على الأقل في الأسبوع. على الرغم من أن أ الدراسة السابقة من قبل Airapetian يشير إلى أن نجمنا كان أكثر خفوتًا بنسبة 30 ٪ خلال Hadean Eon ، وكانت التوهجات الفائقة المتكررة لا تزال قوية بما يكفي لتحريك التفاعلات الكيميائية.
كان كوباياشي يفحص التأثيرات بعد ذلك الإشعاع الكوني المجريأو إشعاع من خارج النظام الشمسي ، يمكن أن يكون على الغلاف الجوي للأرض منذ مليارات السنين.
اتصل كوباياشي بـ Airapetian بعد قراءة الدراسة. معًا ، استخدموا مسرعات الجسيمات في جامعة يوكوهاما لدراسة كيفية تفاعل البروتونات من التوهجات الشمسية الفائقة مع الغلاف الجوي للأرض. قام فريقهم بمحاكاة كل من الإشعاع الشمسي والصواعق التي تقذف جزيئات الغاز في خليط يعكس الغلاف الجوي للأرض في وقت مبكر. تمت مقارنة هذه النتائج أيضًا بالأعمال السابقة التي قام بها كوباياشي ، والتي استخدمت مسرعات الجسيمات لدراسة التفاعلات الناتجة عن الإشعاع الكوني المجري.
وجد الباحثون أن البروتونات التي أطلقوها على هذه الغازات ، والتي كانت قريبة قدر الإمكان من كتل البلازما التي كانت ستنفجر من الشمس الفتية في وهج فائق ، كانت أكثر فاعلية في تكوينها. الأحماض الأمينية وأحد مكوناتها ، الأحماض الكربوكسيلية ، مثل البرق أو الأشعة الكونية المجرية.
“لقد أظهرنا ، للمرة الأولى ، بشكل تجريبي أن معدلات إنتاج الأحماض الأمينية والأحماض الكربوكسيلية … بسبب تشعيع البروتونات يمكن أن تتجاوز بشكل كبير معدلات إنتاج هذه الجزيئات عبر [galactic cosmic rays] و [lightning]قال الباحثون.
كانت أرض Hadean أيضًا أكثر برودة لأن الشمس كانت أضعف ، مما يعني أن الصواعق التي اعتقد ميلر وأوري أن الأحماض الأمينية المحفزة كانت أكثر ندرة مما هي عليه اليوم. يعتقد الباحثون أيضًا أن الجسيمات عالية الطاقة من الشمس ربما لعبت دورًا في توليد الأحماض الأمينية المريخ. قبل ذلك فقد معظم غلافه الجوي، كان المريخ القديم أكثر دفئًا ورطوبة وكان غلافه الجوي أكثر سمكًا. من الممكن أنه كان على الأقل ملجأ مؤقتًا مدى الحياة.
ما جعل المواد الكيميائية إلى كائنات حية لا يزال بعيد المنال. ربما لم تنطلق الشمس من الحياة على الأرض ، لكن الحياة أصبحت ما هي عليه من الجزيئات الحيوية التي ساعدت في إنشائها.
الحياة ، 2023. DOI: 10.3390 / حياة 13051103
إليزابيث راين مخلوق كتابي. ظهرت أعماله على SYFY WIRE و Space.com و Live Science و Grunge و Den of Geek و Forbidden Futures. عندما لا تكتب ، فإنها تغير شكلها أو ترسم أو تتنكر كشخصية لم يسمع بها أحد من قبل. لمتابعتها عبر تويترquothravenrayne.
