Como cualquier niño pequeño, el bebé Sun fue una prueba absoluta. Pataleó y gritó, azotando el espacio a su alrededor con poderosas superllamaradas cada pocos días.
Érase una vez, pensamos que estos arrebatos habrían supuesto un obstáculo para la vida en la Tierra. Pero evidencia sugiere pueden haber sido el desencadenante que inició todo, ya que las partículas solares chocaron con las moléculas en la atmósfera primitiva de la Tierra para crear los componentes básicos que luego se combinarían para crear la vida.
Ahora bombardeando una réplica de la atmósfera primordial con partículas solares simuladas y relámpagos en el laboratorio, los investigadores han creó aminoácidos y ácidos carboxílicos, dos de los ingredientes básicos esenciales para las proteínas y la vida.
“Por primera vez, hemos demostrado experimentalmente que las tasas de producción de aminoácidos y ácidos carboxílicos en mezclas de gases no reductores… debido a la irradiación de protones pueden superar significativamente las tasas de producción de estas moléculas a través de rayos cósmicos galácticos y descargas de chispas”. escribir un equipo dirigido por el químico Kensei Kobayashi
“Esto proporciona evidencia experimental que respalda la importancia de los eventos de partículas energéticas solares en el Sol joven como fuentes de energía que se requerían para la síntesis de las moléculas biológicamente importantes depositadas y acumuladas en diversos entornos geológicos acuáticos de la Tierra primitiva”.
La Tierra es el único lugar del Universo en el que sabemos con certeza que existe vida. Sin embargo, no sabemos por qué hace unos 4 mil millones de años, la química compleja comenzó a autorreplicarse como lo hizo. Tenemos una idea muy aproximada de los conceptos básicos, pero los detalles están resultando un poco complicados de ensamblar.
Durante mucho tiempo, los científicos pensaron que los rayos podrían desempeñar un papel, al interactuar con las moléculas, el calor y el agua para formar aminoácidos, las moléculas básicas sobre las que se construye la vida.
Los experimentos parecían sugerir que esto era exacto. Cuando los gases que se pensaba que constituían la atmósfera primitiva de la Tierra se combinaron y se eliminaron con chispas en 1953, aminoácidos formados
Sin embargo, investigaciones posteriores demostraron que, después de todo, la atmósfera de la Tierra no era tan rica en metano y amoníaco. Más bien, estaba dominado por los gases producidos por la actividad volcánica: dióxido de carbono y nitrógeno molecular, con solo una pequeña cantidad de metano. Experimentos de chispa similares realizados en esta mezcla dieron como resultado una producción de aminoácidos muy ineficiente.
Luego se sugirió que los rayos cósmicos galácticos podrían haber estado involucrados. Los experimentos que imitaban este proceso irradiaron una atmósfera primitiva simulada con protones, lo que dio como resultado una producción de aminoácidos más adecuada. Pero seguía siendo discutible si la irradiación de los rayos cósmicos galácticos fue suficiente durante el desarrollo temprano de la Tierra para proporcionar el tipo de química necesaria para la vida.
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Un gran avance se produjo hace varios años en 2016 cuando un equipo dirigido por los científicos solares Vladimir Airapetian del Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA decidió observar el Sol más de cerca. Esto parece un poco contrario a la intuición; El comportamiento inicial del Sol, a primera vista, no parece propicio para las condiciones propicias para la vida. No solo estaba muy malhumorado, sino que era más frío y tenue, con solo el 70 por ciento de su producción actual.
Airapetian y su equipo demostraron que el mal humor del Sol podría haber compensado su frialdad, azotando la Tierra con superllamaradas que podría haber calentado la Tierra a pesar de la frialdad del Sol y desencadenado reacciones químicas que produjeron moléculas prebióticas. Kobayashi, que ha pasado décadas investigando la química prebiótica, se acercó a Airapetian para investigar.
El equipo hizo una serie de mezclas de gases que simulaban atmósferas hipotéticas de la Tierra primitiva, que contenían nitrógeno molecular, dióxido de carbono, vapor de agua y metano en diversas proporciones. Estas mezclas se colocaron en una cámara, donde se sometieron a irradiación de protones, para imitar el efecto de las erupciones solares, oa descargas eléctricas, para simular rayos.
Los efectos eran fascinantes. Los investigadores encontraron que la mezcla necesitaba constituir al menos un 15 por ciento de metano para que las chispas produjeran aminoácidos, que no es una cantidad pequeña. Sin embargo, las partículas solares simuladas produjeron aminoácidos y ácido carboxílico con una mezcla de solo 0,5 por ciento de metano.
Está lejos de ser una pistola humeante, pero sugiere que la actividad solar desenfrenada podría haber jugado un papel importante en los orígenes de la vida. Y aunque los relámpagos podrían haber jugado algún papel, probablemente fue un contribuyente mucho menor.
“E incluso con un 15 por ciento de metano, la tasa de producción de aminoácidos de los rayos es un millón de veces menor que la de los protones”. Airapetian dice.
“Durante las condiciones de frío, nunca hay relámpagos, y la Tierra primitiva estaba bajo un sol bastante tenue. Eso no quiere decir que no pudiera provenir de un relámpago, pero los relámpagos parecen menos probables ahora, y las partículas solares parecen más probables”.
Esta podría ser una pista importante sobre cómo y por qué llegamos aquí, pero también podría ayudar a los astrónomos a identificar dónde se pudo haber formado la química prebiótica en otros lugares. Por ejemplo, el rover Curiosity de la NASA encontró abundantes nitratos en la superficie de Marte, lo que sugiere que la fijación de nitrógeno (combinar nitrógeno molecular con otros elementos para formar compuestos) fue relativamente eficiente alguna vez en Marte. Quizás el tempestuoso Sol también tuvo algo que ver allí.
La investigación ha sido publicada en Vida.