Se una massiccia tempesta solare colpisse la Terra oggi, distruggerebbe la tecnologia e ci riporterebbe ai tempi bui. Fortunatamente per noi, tali eventi sono estremamente rari. Ma quattro miliardi di anni fa, il misterioso clima spaziale avrebbe potuto essere all'ordine del giorno. Solo invece dell'apocalisse avrebbe creato la vita. Questa è la sorprendente conclusione di uno studio pubblicato di recente su Nature Geosciences. Si basa su precedenti scoperte su giovani stelle simili al sole fatte dal telescopio spaziale Kepler. Si è scoperto che i giovani luminari sono estremamente instabili e rilasciano un'incredibile quantità di energia durante i "superflui solari". In confronto, il nostro tempo spaziale più selvaggio sembrerà una pioggerella.
Vladimir Hayrapetyan della NASA ha dimostrato che se il nostro sole fosse attivo per 4 miliardi di anni, potrebbe rendere la Terra più abitabile. Secondo i modelli di Hayrapetyan, quando i superflui solari hanno svolto la nostra atmosfera, hanno avviato reazioni chimiche che hanno contribuito all'accumulo di gas serra e altri ingredienti essenziali per la vita.
"Per quattro miliardi di anni, la Terra avrebbe dovuto essere profondamente congelata", dice Hayrapetyan, riferendosi al "paradosso del giovane sole debole", formulato per la prima volta da Carl Sagan e George Mullen nel 1972. Il paradosso è arrivato quando Sagan e Mullen si sono resi conto che la Terra aveva segni di acqua liquida 4 miliardi di anni fa, ma il Sole era più debole del 30%. "L'unico modo per spiegare questo è in qualche modo attivare l'effetto serra", ha detto Hayrapetyan.
Un altro mistero sulla giovane Terra è come le prime molecole biologiche - DNA, RNA e proteine - abbiano raccolto abbastanza azoto per formarsi. Come è oggi, l'atmosfera dell'antica Terra era costituita principalmente da azoto inerte (N2). Sebbene batteri speciali, "fissatori di azoto", riuscissero a scomporre l'N2 e convertirlo in ammoniaca (NH4), la prima biologia non aveva questa capacità.
Il nuovo studio offre un'elegante soluzione a entrambi i problemi sotto forma di meteorologia spaziale. La ricerca è iniziata diversi anni fa quando Hayrapetyan stava studiando l'attività magnetica delle stelle nel database Kepler. Ha scoperto che le stelle di tipo G (come il nostro Sole) sono come la dinamite nella loro giovinezza: spesso rilasciano impulsi di energia equivalenti a 100 trilioni di bombe atomiche. La più potente tempesta geomagnetica che gli esseri umani hanno vissuto e che ha causato blackout in tutto il mondo, l'evento Carrington del 1859, impallidisce in confronto.
“Questa è un'enorme quantità di energia. Non riesco a immaginarlo , dice Ramses Ramirez, un astrobiologo della Cornell University che non è stato coinvolto nello studio ma lavora con Hayrapetyan.
Ben presto Hayrapetyan si rese conto che avrebbe potuto usare questa scoperta per esaminare la storia primitiva del sistema solare. Ha calcolato che 4 miliardi di anni fa, il nostro Sole potrebbe sparare dozzine di superflui ogni poche ore, e uno o anche più di essi potrebbero colpire il campo magnetico ogni giorno. "Si potrebbe dire che la Terra è stata costantemente attaccata dai giganteschi eventi di Carrington", dice.
Utilizzando modelli numerici, Hayrapetyan ha dimostrato che i superflui solari devono essere abbastanza potenti da comprimere drasticamente la magnetosfera terrestre, lo scudo magnetico che circonda il nostro pianeta. Inoltre, le particelle solari cariche hanno dovuto perforare un buco nella magnetosfera vicino ai poli del nostro pianeta, entrando nell'atmosfera e scontrandosi con azoto, anidride carbonica e metano. "Quindi, tutte queste particelle interagiscono con le molecole nell'atmosfera e creano nuove molecole - una reazione a catena", dice Hayrapetyan.
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Queste interazioni solare-atmosferico producono protossido di azoto, un gas a effetto serra con un potenziale di riscaldamento globale di 300 volte quello della CO2. I modelli di Hayrapetyan suggeriscono che in quel momento avrebbe potuto essere prodotto abbastanza protossido di azoto perché il pianeta iniziasse a riscaldarsi fortemente. Un altro prodotto dell'infinita tempesta solare, l'acido cianidrico (HCN), potrebbe fertilizzare la superficie con l'azoto necessario per formare i primi mattoni della vita.
"Le persone guardavano ai fulmini e alla caduta di meteoriti come modi per avviare la chimica dell'azoto", afferma Ramirez. "Penso che la cosa più bella di questo lavoro sia che nessuno ha mai pensato di guardare le tempeste solari prima".
Ora i biologi dovranno determinare se la miscela esatta delle molecole desiderate potrebbe essere nata dopo un superflare, e quindi dare origine alla vita. Questa ricerca è già in corso. Gli scienziati dell'Istituto di scienze della vita terrestre di Tokyo stanno già utilizzando i modelli di Hayrapetyan per pianificare nuovi esperimenti per simulare le condizioni sull'antica Terra. Se questi esperimenti possono produrre amminoacidi e RNA, forse la meteorologia spaziale verrà aggiunta all'elenco delle possibili scintille di vita.
Oltre a tutto il resto, i modelli di Hayrapetyan potrebbero far luce sull'abitabilità di Marte nel passato. Si ritiene che il pianeta rosso fosse pieno d'acqua quattro miliardi di anni fa. Tale ricerca tornerà utile anche nella ricerca della vita al di fuori del nostro sistema solare.
Dopotutto, stiamo appena iniziando a capire cosa costituisce una "zona potenzialmente abitabile" di una stella, dove i pianeti possono avere oceani con acqua liquida. Ma ora la zona abitabile è determinata solo dalla luminosità della stella.
“Alla fine, scopriremo se l'energia di una stella può aiutare a creare biomolecole. Forse senza di lei la vita sarebbe un vero miracolo.
ILYA KHEL
