Jika badai matahari besar menghantam Bumi hari ini, itu akan menghancurkan teknologi dan membawa kita kembali ke masa gelap. Untungnya bagi kami, kejadian seperti itu sangat jarang terjadi. Tapi empat miliar tahun lalu, cuaca antariksa yang menakutkan mungkin menjadi urutan hari ini. Hanya bukannya kiamat dia akan menciptakan kehidupan. Ini adalah kesimpulan mengejutkan dari sebuah penelitian yang diterbitkan baru-baru ini di Nature Geosciences. Ini didasarkan pada penemuan sebelumnya tentang bintang muda mirip matahari yang dibuat oleh teleskop luar angkasa Kepler. Ternyata tokoh-tokoh muda sangat tidak stabil dan melepaskan sejumlah besar energi selama "solar superflare". Sebagai perbandingan, cuaca luar angkasa terliar kita akan terlihat seperti gerimis.
Vladimir Hayrapetyan dari NASA menunjukkan bahwa jika matahari kita aktif selama 4 miliar tahun, ia dapat membuat Bumi lebih layak huni. Menurut model Hayrapetyan, ketika superflare matahari melepaskan atmosfer kita, mereka memulai reaksi kimia yang berkontribusi pada akumulasi gas rumah kaca dan bahan penting lainnya bagi kehidupan.
"Selama empat miliar tahun, Bumi seharusnya sangat beku," kata Hayrapetyan, mengacu pada "paradoks matahari muda yang lemah," yang pertama kali dirumuskan oleh Carl Sagan dan George Mullen pada tahun 1972. Paradoks itu muncul ketika Sagan dan Mullen menyadari bahwa Bumi memiliki tanda-tanda air cair 4 miliar tahun yang lalu, tetapi Matahari 30% lebih redup. “Satu-satunya cara untuk menjelaskan hal ini adalah dengan mengaktifkan efek rumah kaca,” kata Hayrapetyan.
Misteri lain tentang Bumi muda adalah bagaimana molekul biologis pertama - DNA, RNA, dan protein - mengumpulkan cukup nitrogen untuk terbentuk. Seperti sekarang ini, atmosfer bumi purba sebagian besar terdiri dari nitrogen inert (N2). Meskipun bakteri khusus, "pemecah nitrogen", menemukan cara memecah N2 dan mengubahnya menjadi amonia (NH4), biologi awal tidak memiliki kemampuan ini.
Studi baru ini menawarkan solusi elegan untuk kedua masalah dalam bentuk cuaca luar angkasa. Penelitian dimulai beberapa tahun lalu ketika Hayrapetyan mempelajari aktivitas magnetik bintang di database Kepler. Dia menemukan bahwa bintang tipe-G (seperti Matahari kita) seperti dinamit di masa mudanya: mereka sering melepaskan pulsa energi yang setara dengan 100 triliun bom atom. Badai geomagnetik terkuat yang pernah dialami manusia dan menyebabkan pemadaman listrik di seluruh dunia, peristiwa Carrington tahun 1859, tidak ada artinya jika dibandingkan.
“Ini adalah energi yang sangat besar. Saya hampir tidak dapat membayangkannya,”kata Ramses Ramirez, seorang astrobiolog di Cornell University yang tidak terlibat dalam penelitian ini tetapi bekerja dengan Hayrapetyan.
Hayrapetyan segera sadar bahwa dia dapat menggunakan penemuan ini untuk melihat ke dalam sejarah awal tata surya. Dia menghitung bahwa 4 miliar tahun yang lalu, Matahari kita bisa saja memancarkan lusinan suar super setiap beberapa jam, dan satu atau lebih di antaranya dapat menghantam medan magnet setiap hari. “Bisa dibilang Bumi terus-menerus diserang oleh peristiwa raksasa Carrington,” katanya.
Menggunakan model numerik, Hayrapetyan menunjukkan bahwa superflare matahari harus cukup kuat untuk secara drastis menekan magnetosfer bumi, perisai magnet yang mengelilingi planet kita. Selain itu, partikel matahari bermuatan harus membuat lubang di magnetosfer dekat kutub planet kita, memasuki atmosfer dan bertabrakan dengan nitrogen, karbon dioksida, dan metana. "Jadi, semua partikel ini berinteraksi dengan molekul di atmosfer dan membuat molekul baru - reaksi berantai," kata Hayrapetyan.
Video promosi:
Interaksi matahari-atmosfer ini menghasilkan dinitrogen oksida, gas rumah kaca dengan potensi pemanasan global 300 kali lipat dari CO2. Model Hayrapetyan menunjukkan bahwa cukup banyak nitrous oksida yang diproduksi pada waktu itu sehingga planet ini mulai memanas dengan kuat. Produk lain dari badai matahari tanpa akhir, hidrogen sianida (HCN), dapat menyuburkan permukaan dengan nitrogen yang diperlukan untuk membentuk bahan penyusun kehidupan yang pertama.
“Orang-orang memandang petir dan meteorit yang jatuh sebagai cara untuk memulai kimia nitrogen,” kata Ramirez. "Saya pikir hal paling keren tentang pekerjaan ini adalah tidak ada yang pernah berpikir untuk melihat badai matahari sebelumnya."
Sekarang ahli biologi harus menentukan apakah campuran yang tepat dari molekul yang diinginkan bisa lahir setelah superflare, dan kemudian membangkitkan kehidupan. Penelitian ini sedang berlangsung. Para ilmuwan di Institute of Terrestrial Life Sciences di Tokyo telah menggunakan model Hayrapetyan untuk merencanakan eksperimen baru guna mensimulasikan kondisi di Bumi purba. Jika eksperimen ini dapat menghasilkan asam amino dan RNA, mungkin cuaca luar angkasa akan ditambahkan ke daftar kemungkinan percikan kehidupan.
Selain yang lainnya, model Hayrapetyan dapat menjelaskan kelayakan Mars di masa lalu. Planet Merah diyakini telah penuh dengan air empat miliar tahun lalu. Penelitian semacam itu juga akan berguna dalam pencarian kehidupan di luar tata surya kita.
Bagaimanapun, kita baru saja mulai mencari tahu apa yang merupakan "zona berpotensi layak huni" dari sebuah bintang, di mana planet dapat memiliki lautan dengan air cair. Tapi sekarang zona layak huni hanya ditentukan oleh kecerahan bintang.
“Nantinya, kita akan mengetahui apakah energi bintang dapat membantu menciptakan biomolekul. Mungkin tanpa hidupnya akan menjadi keajaiban sejati."
ILYA KHEL
