אור אולטרה סגול הוא מה שאפשר לכנות סוג קרינה שנוי במחלוקת. מצד אחד, חשיפה יתר עלולה להוביל לכוויות שמש, לסיכון מוגבר לסרטן העור ולפגיעה בראייה של האדם ובמערכת החיסון שלו. מצד שני, יש לו גם כמה יתרונות בריאותיים אדירים, שכוללים קידום הקלה במתח ועידוד הייצור הטבעי של הגוף של ויטמין D, סרטינין ומלנין.
ולפי מחקר חדש שנערך על ידי צוות מאוניברסיטת הרווארד והמרכז הרווארד-סמיתסוניאן לאסטרופיזיקה (CfA), קרינה אולטרה סגולה עשויה אפילו למלא תפקיד קריטי בהופעת החיים כאן על כדור הארץ. כיוון שכך, קביעת כמות קרינת ה- UV המיוצרת על ידי סוגים אחרים של כוכבים יכולה להיות אחד המפתחות למציאת עדויות לחיים על כל כוכבי לכת שמקיפים אותם.
המחקר, שכותרתו "סביבת ה- UV לפני השטח על כוכבי לכת המקיפים את הגמדים: השלכות על כימיה פרה-ביוטית והצורך במעקב ניסיוני", הופיע לאחרונה ב כתב העת האסטרופיזי. בראשותו של סוקריט רנג'אן, חוקר פוסט-דוקטורט מבקר ב- CfA, הצוות התמקד בכוכבים מסוג M (גמד אדום) בכדי לקבוע אם סוג זה של כוכב מייצר מספיק קרינת UV כדי להתחיל את התהליכים הביולוגיים הנחוצים כדי שהחיים יופיעו.
מחקרים אחרונים הראו כי קרינת UV עשויה להיות נחוצה ליצירת חומצה ריבונוקלאית (RNA), ההכרחית לכל צורות החיים כפי שאנו מכירים אותה. ובהתחשב בקצב בו התגלו כוכבי לכת סוערים סביב כוכבי ננס אדומים של מאוחר (לדוגמא כוללים פרוקסימה b, LHS 1140b ושבעת כוכבי הלכת של מערכת TRAPPIST-1), כמה קרינת UV גמדים אדומים מפטירים יכולה להיות מרכזית ב קביעת יכולת הרוח החוץ-ארגונית.
כפי שהסביר ד"ר רנג'אן בהודעה לעיתונות של CfA:
"זה יהיה כמו לעלות ערימה של עץ ולהדליק ולרצות להדליק אש, אבל לא להיות גפרור. המחקר שלנו מראה כי הכמות הנכונה של אור UV עשויה להיות אחד מההתאמות שמקבלות חיים כפי שאנו מכירים זאת להצית. "
לצורך המחקר הצוות יצר מודלים העברה מקרינים של כוכבי ננס אדומים. לאחר מכן הם ביקשו לקבוע אם סביבת ה- UV בכוכבי לכת אנלוגיים אנלוגיים פרה-ביוטיים שהקיפה אותם תספיק כדי לעורר את מעבד הצילום שיוביל להיווצרות RNA. מכאן, הם חישבו שלכוכבי הלכת המקיפים את הכוכבים הגמדים M יש גישה לקרינת UV ביולוגית פי פי 100 פחות מכדור הארץ הצעיר.
כתוצאה מכך, הכימיה התלויה באור UV על מנת להפוך יסודות כימיים ותנאים פרביוטיים לאורגניזמים ביולוגיים עשויה להיסגר. לחילופין, הצוות העריך כי גם אם כימיה זו הייתה מסוגלת להתקיים תחת ירידה ברמת קרינת ה- UV, היא תפעל בקצב איטי בהרבה מכפי שהייתה על פני כדור הארץ לפני מיליארדי שנים.
כפי שהסביר רובין וורדסוורת '- פרופסור עוזר בבית הספר להנדסה ומדע יישומי בהרווארד וסופר משותף למחקר - אין אלה בהכרח חדשות רעות בכל מה שקשור לשאלות על יכולת הרגלים. "זה עשוי להיות עניין של למצוא את המקום המתוק," אמר. "צריך שיהיה מספיק אור אולטרה סגול כדי לעורר את היווצרות החיים, אך לא עד כדי כך שהוא נשחק ומסלק את האטמוספרה של כדור הארץ."
מחקרים קודמים הראו כי אפילו גמדים אדומים רגועים חווים התלקחויות דרמטיות אשר מפגיזות מדי פעם את כוכבי הלכת שלהם באנרגיות UV מתפרצות. אמנם זה נחשב למשהו מסוכן, שעלול להפשיט את כוכבי הלכת של האטמוספירה שלהם ולהקרין את חייהם, אך יתכן כי התלקחויות כאלה יכולות לפצות על רמות נמוכות יותר של UV המיוצרות בהתמדה על ידי הכוכב.
חדשות אלה מגיעות גם על עקביו של מחקר שהצביע כיצד כוכבי הלכת החיצוניים של מערכת TRAPPIST-1 (כולל השלושה שנמצאים באזור המגורים שלה) עשויים עדיין להכיל מים רבים על פני השטח שלהם. גם כאן המפתח היה קרינת UV, שם הצוות האחראי על המחקר פיקח על כוכבי הלכת TRAPPIST-1 אחר סימנים לאובדן מימן מהאטמוספרה שלהם (סימן להתנתקות).
מחקר זה מזכיר גם מחקר שנערך לאחרונה על ידי פרופסור אבי לוב, יו"ר המחלקה לאסטרונומיה באוניברסיטת הרווארד, מנהל המכון לתאוריה ומחשוב, וגם חבר ה- CfA. תחת הכותרת "סבירות יחסית לחיים כפונקציה של זמן קוסמי", סיכמו לוב וצוותו שכוכבי גמדים אדומים הם בעלי הסיכוי הגבוה ביותר להוליד חיים בגלל המסה הנמוכה שלהם ואורך החיים הקיצוני שלהם.
בהשוואה לכוכבים בעלי מסה גבוהה יותר בעלי תוחלת חיים קצרה יותר, סביר להניח שכוכבי ננס אדומים יישארו ברצף העיקרי שלהם כל עוד שש עד שתים עשרה טריליון שנים. מכאן שכוכבי גמדים אדומים בוודאי ימצאו מספיק זמן בכדי להכיל אפילו קצב התפתחות אורגני באופן מואט מאוד. מהבחינה הזו, המחקר האחרון הזה עשוי אפילו להיחשב כפתרון אפשרי לפרדוקס פרמי - היכן כל החייזרים? הם עדיין מתפתחים!
אך כפי שציין דימיטאר ססלוב - הפרופסור לפיליפס לאסטרונומיה בהרווארד, מנהל יוזמת מקורות החיים וסופר משותף בעיתון - עדיין יש הרבה שאלות שלא נענו:
"עדיין יש לנו הרבה עבודה במעבדה ובמקומות אחרים כדי לקבוע כיצד גורמים, כולל UV, משתלבים בשאלת החיים. כמו כן, עלינו לקבוע אם החיים יכולים להיווצר ברמות UV נמוכות בהרבה ממה שאנו חווים כאן על כדור הארץ. "
כמו תמיד, המדענים נאלצים לעבוד עם מסגרת התייחסות מוגבלת בכל מה שקשור להערכת סביבת הכוכבים של כוכבי לכת אחרים. למיטב ידיעתנו, החיים קיימים רק בכוכב הלכת (כלומר על פני כדור הארץ), שמשפיעים באופן טבעי על ההבנה שלנו היכן ובאילו תנאים החיים יכולים לשגשג. ולמרות מחקר מתמשך, השאלה כיצד התהוו החיים על פני כדור הארץ היא עדיין משהו של תעלומה.
אם יש למצוא חיים על כוכב לכת המקיף גמד אדום, או בסביבות קיצוניות שחשבנו שהם אינם מיושבים, זה היה מציע שהחיים יכולים להתפתח ולהתפתח בתנאים שונים מאוד מאלה של כדור הארץ. בשנים הבאות, משימות הדור הבא כמו טלסקופ החלל ג'יימס ווב הם טלסקופ הענק מגלן הענק צפויים לחשוף יותר על כוכבים רחוקים ועל מערכות כוכבי הלכת שלהם.
התגמול של מחקר זה עשוי לכלול תובנות חדשות לגבי היכן החיים יכולים לצוץ והתנאים שבהם הם יכולים לשגשג.
