La vie sur Terre pourrait avoir été stimulée par les méga-tantras du Soleil

La manière dont les êtres vivants sont apparus sur Terre reste un mystère. Une nouvelle expérience vient de révéler que des éruptions de particules solaires pourraient avoir donné le coup d’envoi du processus en créant certains des composants de base de la vie.

Le temps dans le soleil

Avant même que le premier microbe n’existe, il devait y avoir des acides aminés qui se seraient formés dans l’un des suintements primordiaux de la Terre primitive. On pensait auparavant que la foudre avait pu accélérer la formation des acides aminés. Cependant, Kensei Kobayashi, de l’université nationale de Yokohama au Japon, ainsi que l’astrophysicien Vladimir Airapetian, du Goddard Space Flight Center de la NASA, et une équipe de chercheurs des deux institutions ont découvert une autre possibilité : Les superéclairs du jeune Soleil ont probablement contribué à l’apparition de la vie.

« [Galactic cosmic rays] et [solar energetic particle] du jeune soleil représentent les sources d’énergie les plus efficaces pour la formation prébiotique de composés organiques biologiquement importants », ont déclaré les chercheurs dans une étude récemment publiée dans la revue Life.

Il n’existe pas de réponse définitive à la question de savoir quand la vie est apparue, mais les scientifiques pensent que le premier organisme sur Terre a fait son apparition au cours de l’éon hadéen (il y a entre 4 et 4,6 milliards d’années). C’est en 1953 que Stanley Miller et Harold Urey, de l’université de Chicago, ont mené des expériences qui suggèrent que la vie est apparue au cours de l’éon hadéen. foudre frappant la Terre à cette époque ont créé les conditions propices aux réactions chimiques qui allaient donner naissance aux acides aminés. À l’époque, on pensait que l’atmosphère de la Terre primitive était principalement composée d’eau, d’hydrogène, d’ammoniac et de méthane. Miller et Urey ont simulé la foudre frappant ces molécules de gaz dans un laboratoire et ont produit des acides aminés.

L’hypothèse de la foudre a commencé à poser des problèmes lorsque des études ultérieures ont indiqué que l’atmosphère hadéenne ne contenait pas autant de méthane ou d’ammoniac que Miller et Urey l’avaient supposé. Au lieu de cela, il y avait beaucoup plus de dioxyde de carbone et d’azote moléculaire. Ces gaz doivent être décomposés pour que les réactions chimiques qui forment les acides aminés se produisent, et la foudre ne peut pas les décomposer aussi facilement. Les quantités d’acides aminés seraient donc beaucoup plus faibles.

Chimie des hautes énergies

En étudiant les observations de jeunes étoiles lointaines réalisées par la mission Kepler de la NASA, les chercheurs ont compris comment le Soleil naissant s’est probablement comporté : Il a piqué de grosses colères. Ces colères ont projeté sur la Terre suffisamment d’énergie pour décomposer les gaz atmosphériques qui existaient à l’époque.

Le Soleil Hadéen était jeune et capricieux. Il entrait en éruption sous forme de super-éclairs – même une éruption d’un million d’années. éruption solaire de classe X n’a rien à voir avec ces phénomènes. De nos jours, les super-éruptions ne se produisent que tous les cent ans environ, mais à l’époque, elles se produisaient probablement au moins une fois par semaine. Bien qu’une précédente d’Airapetian suggère que notre étoile était 30 % plus faible pendant l’éon Hadéen, les fréquentes éruptions étaient encore assez puissantes pour déclencher des réactions chimiques.

Kobayashi s’est alors penché sur les effets des superéclairs. du rayonnement cosmique galactiqueou le rayonnement provenant de l’extérieur du système solaire, aurait pu avoir sur l’atmosphère terrestre il y a des milliards d’années.

Kobayashi a contacté Airapetian après avoir lu l’étude. Ensemble, ils ont utilisé les accélérateurs de particules de l’université de Yokohama pour étudier comment les protons des superéclairs solaires auraient pu interagir avec l’atmosphère terrestre. Leur équipe a simulé à la fois le rayonnement solaire et les éclairs bombardant des particules de gaz dans un mélange reflétant l’atmosphère de la Terre primitive. Ces résultats ont également été comparés aux travaux antérieurs de Kobayashi, qui a utilisé des accélérateurs de particules pour étudier les réactions déclenchées par le rayonnement cosmique galactique.

Les chercheurs ont constaté que les protons qu’ils ont tirés sur ces gaz, qui étaient aussi proches que possible des masses de plasma qui auraient explosé du jeune Soleil lors d’une superéruption, ont été plus efficaces pour créer acides aminés et l’un de leurs composants, les acides carboxyliques, que les éclairs ou les rayons cosmiques galactiques.

« Nous avons, pour la première fois, montré expérimentalement que les taux de production d’acides aminés et d’acides carboxyliques… dus à l’irradiation par des protons peuvent dépasser de manière significative les taux de production de ces molécules via les rayons cosmiques galactiques. [galactic cosmic rays] et [lightning] », ont déclaré les chercheurs.

La Terre hadéenne était également plus froide parce que le Soleil était moins intense, ce qui signifie que les éclairs dont Miller et Urey pensaient qu’ils catalysaient les acides aminés étaient plus rares qu’ils ne le sont aujourd’hui. Les chercheurs pensent également que des particules hautement énergétiques provenant du Soleil ont pu jouer un rôle dans la création d’acides aminés sur la Terre de l’Hadéen. Mars. Avant qu’il ne soit a perdu la majeure partie de son atmosphèreL’ancienne Mars était plus chaude, plus humide et avait une atmosphère plus épaisse. Il est possible qu’elle ait été, au moins temporairement, un havre de paix pour la vie.

Ce qui a transformé les produits chimiques en organismes vivants nous échappe encore. Le Soleil n’a peut-être pas donné naissance à la vie sur Terre, mais la vie est devenue ce qu’elle est à partir des biomolécules qu’il a contribué à créer.

Life, 2023. DOI : 10.3390/life13051103

Elizabeth Rayne est une créature qui écrit. Son travail a été publié sur SYFY WIRE, Space.com, Live Science, Grunge, Den of Geek et Forbidden Futures. Lorsqu’elle n’écrit pas, elle se métamorphose, dessine ou incarne un personnage dont personne n’a jamais entendu parler. Suivez-la sur Twitter @quothravenrayne.