Erupțiile violente de plasmă ale unui Soare tânăr ar fi putut contribui la aprinderea scânteii vieții pe Pământ.
Astronomii au observat o erupție masivă de plasmă cu temperaturi multiple de la o stea tânără, similară Soarelui, dezvăluind modul în care exploziile solare timpurii ar putea modela planetele. Aceste evenimente acerbe ar fi putut influența atmosfera și chimia formării vieții pe Pământul timpuriu.
Deși rareori observăm de pe Pământ, Soarele aruncă în mod continuu nori enormi de plasmă încărcată în spațiu. Aceste evenimente, cunoscute sub numele de ejecții coronale de masă (CMEs), apar adesea alături de explozii bruște de lumină numite erupții solare. Când sunt deosebit de puternice, CME-urile se pot întinde suficient de mult pentru a perturba câmpul magnetic al Pământului, producând aurore orbitoare și uneori declanșând furtuni geomagnetice care perturbă sateliții sau chiar rețelele electrice.
Oamenii de știință cred că, cu miliarde de ani în urmă, când Soarele și Pământul erau amândoi tineri, activitatea solară era mult mai intensă decât este astăzi. CME-urile puternice din acea perioadă ar fi putut influența condițiile care au permis apariția și evoluția vieții. Studiile asupra stelelor tinere similare Soarelui - folosite ca înlocuitori pentru primii ani ai propriei noastre stele - arată că aceste stele dezlănțuie adesea erupții mult mai puternice decât cele înregistrate vreodată de Soarele modern.
Erupțiile masive de la Soarele timpuriu au avut probabil efecte dramatice asupra atmosferei Pământului, a lui Marte și a lui Venus. Cu toate acestea, cercetătorii încă nu înțeleg pe deplin cât de strâns seamănă aceste explozii stelare cu CME-urile de astăzi. În timp ce oamenii de știință au observat recent componentele de plasmă mai rece ale CME-urilor de la sol, detectarea evenimentelor cu mișcare rapidă și energie înaltă așteptate în trecut s-a dovedit mult mai dificilă.
Pentru a explora această întrebare, o echipă internațională de cercetare condusă de Kosuke Namekata de la Universitatea din Kyoto și-a propus să determine dacă stelele tinere similare Soarelui generează CME-uri similare cu cele ale propriului nostru Soare.
„Ceea ce ne-a inspirat cel mai mult a fost misterul de lungă durată al modului în care activitatea violentă a Soarelui tânăr a influențat Pământul nascent”, spune Namekata. „Combinând facilități spațiale și terestre din Japonia, Coreea și Statele Unite, am putut reconstrui ce s-ar fi putut întâmpla cu miliarde de ani în urmă în propriul nostru sistem solar.”
Cercetătorii au efectuat observații simultane în ultraviolet cu Telescopul Spațial Hubble și observații optice de la telescoape terestre din Japonia și Coreea. Subiectul lor a fost steaua tânără similară Soarelui, EK Draconis. Hubble a măsurat lumina ultravioletă de la plasma extrem de fierbinte, în timp ce observatoarele terestre au urmărit gazul de hidrogen mai rece prin linia Hα. Această abordare coordonată, multi-lungime de undă, a permis echipei să capteze atât părțile fierbinți, cât și cele reci ale unui CME pe măsură ce se desfășura.
Observațiile au dezvăluit prima dovadă a unui CME multi-temperatură de la EK Draconis. Echipa a descoperit că plasma încălzită la aproximativ 100.000 de grade Kelvin a fost expulzată cu viteze de 300 până la 550 de kilometri pe secundă (~ 670.000 până la 1.230.000 de mile pe oră). Aproximativ zece minute mai târziu, gazul mai rece de aproximativ 10.000 de grade a fost lansat cu aproximativ 70 de kilometri pe secundă (~ 160.000 de mile pe oră). Plasma de înaltă temperatură a transportat semnificativ mai multă energie, indicând faptul că CME-urile frecvente și puternice din trecut ar fi putut produce șocuri puternice și particule energetice capabile să remodeleze sau să dezbrace atmosferele planetare timpurii.
Alte studii susțin ideea că evenimentele solare energetice și particulele rezultate ar fi putut declanșa reacții chimice care au produs biomolecule și gaze cu efect de seră - ingrediente cheie pentru susținerea vieții. Această descoperire aprofundează, prin urmare, înțelegerea noastră despre modul în care activitatea solară ar fi putut crea condițiile de mediu necesare pentru ca viața să apară pe Pământul timpuriu și, eventual, și pe alte planete.
Oamenii de știință au subliniat că succesul lor a depins de colaborarea globală și de coordonarea precisă între observatoarele spațiale și terestre.
„Am fost bucuroși să vedem că, deși țările noastre diferă, împărtășim același obiectiv de a căuta adevărul prin știință”, spune Namekata.