Superflares dari matahari mungkin memunculkan kehidupan dengan memanaskan bumi

Kehidupan di bumi mungkin disebabkan oleh badai dahsyat yang terjadi di matahari sejak lama, sebuah studi baru menunjukkan.

Mungkin mengalami jilatan api matahari yang kuat dan sering terjadi cukup memanaskan planet ini agar kehidupan dapat berakardan juga menyediakan energi penting yang dibutuhkan untuk mengubah molekul sederhana menjadi bahan penyusun kehidupan yang kompleks, seperti DNA, kata para peneliti.

Organisme pertama berevolusi di Bumi sekitar 4 miliar tahun yang lalu. Fakta ini telah lama membingungkan para ilmuwan, karena pada masa itu kecerahan matahari hanya sekitar 70 persen dibandingkan saat ini. (7 Teori tentang asal usul kehidupan)

“Ini berarti Bumi pasti berbentuk bola es,” kata pemimpin penulis studi Vladimir Airapetian, seorang ilmuwan surya di Pusat Penerbangan Luar Angkasa Goddard NASA di Greenbelt, Maryland, dalam sebuah pernyataan. “Sebaliknya, bukti geologis mengatakan bahwa itu adalah bola bumi hangat dengan air cair. Kami menyebutnya Paradoks Matahari Muda yang Lemah.”

Airapetian dan rekan-rekannya mungkin punya penjelasan atas paradoks ini. Para ilmuwan menganalisis pengamatan yang dilakukan NASA Teleskop Luar Angkasa Kepleryang memburu exoplanet dengan mencari penurunan kecil kecerahan yang disebabkan oleh planet-planet tersebut ketika melintasi permukaan bintang induknya.

Kepler mengamati beberapa bintang yang mirip dengan Matahari, namun jauh lebih muda – hanya berusia beberapa juta tahun, dibandingkan dengan usia 4,6 miliar tahun pada masa lalu. matahari. Data Kepler menunjukkan bahwa bintang mirip Matahari yang baru lahir cenderung sangat aktif, lebih sering mengeluarkan flare (semburan radiasi) dan lontaran massa korona (CME, yaitu awan plasma super panas) dibandingkan bintang yang lebih tua.

Misalnya saja, matahari saat ini memancarkan “api super” yang sangat dahsyat, yang mungkin terjadi setiap 100 tahun sekali. Namun bintang-bintang muda yang diamati oleh Kepler meletus dengan badai besar hingga 10 kali sehari.

Jika matahari memiliki aktivitas serupa di masa mudanya, dampaknya terhadap masa awal Bumi akan sangat dramatis, kata anggota tim peneliti.

“Penelitian baru kami menunjukkan bahwa badai matahari mungkin menjadi penyebab utama pemanasan global,” kata Airapetian.

Sebagian besar dampak pemanasan ini terjadi secara tidak langsung, melalui perubahan kimia atmosfer. Empat miliar tahun yang lalu, atmosfer bumi terdiri dari sekitar 90 persen molekul nitrogen (dua atom nitrogen terikat bersama). (Saat ini, molekul nitrogen membentuk sekitar 78 persen udara bumi.)

Partikel bermuatan yang bergerak cepat tertiup keluar badai matahari akan menembus jauh ke atmosfer saat itu karena medan magnet planet – yang membelokkan sebagian besar partikel tersebut saat ini – jauh lebih lemah, kata para peneliti. Partikel-partikel yang menyelam jauh ini akan memecah banyak molekul nitrogen ganda menjadi atom nitrogen tunggal, yang pada gilirannya akan memecah molekul karbon dioksida di atmosfer menjadi karbon monoksida dan oksigen atom.

Sebagian besar nitrogen dan oksigen yang mengambang bebas kemudian akan bergabung menjadi dinitrogen oksida – gas rumah kaca yang 300 kali lebih kuat daripada karbon dioksida.

“Perubahan kimiawi atmosfer tampaknya telah membawa perubahan besar bagi kehidupan di Bumi,” kata Airapetian.

CME yang menghantam Bumi secara langsung dapat menyebabkan badai geomagnetik dahsyat yang dapat mengganggu jaringan listrik dan navigasi satelit, serta meningkatkan keindahan tampilan aurora yang dikenal sebagai cahaya utara dan selatan.

Saat ini, aurora biasanya hanya terjadi di daerah lintang tinggi, karena saluran medan magnet bumi yang kuat mengarahkan partikel matahari ke arah kutub. Namun pertunjukan cahaya tersebut akan lebih dramatis dan meluas pada awal sejarah planet ini, karena badai matahari yang lebih kuat dan medan magnet yang lebih lemah, kata para peneliti.

“Perhitungan kami menunjukkan bahwa Anda akan sering melihat aurora turun di Carolina Selatan,” kata Airapetian.

Partikel matahari yang terbang cepat mungkin juga menjadi sumber energi yang dibutuhkan untuk mengubah molekul sederhana (yang melimpah di masa awal Bumi) menjadi senyawa organik kompleks seperti DNA dan RNA, kata anggota tim peneliti.

Namun semua ini tidak berarti bahwa badai matahari benar-benar baik bagi kehidupan. Misalnya, terlalu banyak mega-CME dapat merusak atmosfer suatu planet, terutama jika planet tersebut tidak memiliki medan magnet yang kuat.

“Kami ingin mengumpulkan semua informasi ini – seberapa dekat sebuah planet dengan bintang, seberapa energik bintang tersebut, seberapa kuat magnetosfer planet tersebut – untuk membantu pencarian planet yang dapat dihuni di sekitar bintang dekat kita dan di seluruh galaksi, “studi co -penulis William Danchi, penyelidik utama proyek di NASA Goddard, mengatakan dalam pernyataan yang sama.

“Pekerjaan ini mencakup ilmuwan dari berbagai bidang – mereka yang mempelajari matahari, bintang, planet, kimia dan biologi,” tambah Danchi. “Dengan bekerja sama, kita dapat menciptakan gambaran yang kuat tentang seperti apa masa awal planet kita berada, dan di mana kehidupan mungkin ada di tempat lain.”

Studi baru ini dipublikasikan di jurnal pada 23 Mei Geosains Alam.