We weten niet hoeveel geluk we hebben - echt.
We weten dat de interactie tussen de aarde en de zon een zeldzaamheid is omdat het het leven mogelijk maakte. Maar wetenschappers die proberen te begrijpen dat het ergens anders in het heelal had kunnen gebeuren, zijn nog verre van conclusies te trekken.
Wat duidelijker wordt, is dat het leven hier waarschijnlijk niet had mogen ontstaan; de aarde en de zon zijn onwaarschijnlijke gastheren.
Een reeks presentaties tijdens de bijeenkomst van de Internationale Astronomische Unie van afgelopen jaar, vorige week in Brazilië, richtte zich op de rol van de zon en zonachtige sterren bij de vorming van leven op planeten zoals de aarde.
Edward Guinan, hoogleraar astronomie en astrofysica aan de Villanova University in Pennsylvania, en zijn collega's hebben zonachtige sterren bestudeerd als vensters naar de oorsprong van het leven op aarde, en als indicatoren van hoe waarschijnlijk het leven ergens anders in de kosmos is. Uit het werk is gebleken dat de zon in zijn jeugd (meer dan vier miljard jaar geleden) meer dan tien keer sneller draaide dan nu. Hoe sneller een ster draait, hoe harder de magnetische dynamo in zijn kern werkt, waardoor een sterker magnetisch veld wordt opgewekt, dus de jonge zon zendt röntgenstralen en ultraviolette straling uit tot honderden keren sterker dan tegenwoordig.
Een team onder leiding van Jean-Mathias Grießmeier van ASTRON in Nederland keek naar een ander type magnetische velden - dat rond planeten. Ze ontdekten dat de aanwezigheid van planetaire magnetische velden een belangrijke rol speelt bij het bepalen van het levenspotentieel op andere planeten, omdat ze kunnen beschermen tegen de effecten van beide aanvallen van stellaire deeltjes.
"Planetaire magnetische velden zijn om twee redenen belangrijk: ze beschermen de planeet tegen de binnenkomende geladen deeltjes, waardoor wordt voorkomen dat de planetaire atmosfeer wordt weggeblazen, en fungeren ook als een schild tegen kosmische straling met hoge energie", zei Grießmeier. "Het ontbreken van een intrinsiek magnetisch veld kan de reden zijn waarom Mars tegenwoordig geen atmosfeer heeft."
Al met al lijkt de zon niet de perfecte ster voor een systeem waar leven zou kunnen ontstaan, voegde Guinan eraan toe.
“Hoewel het moeilijk is om te twisten over het 'succes' van de zon, omdat het tot nu toe de enige ster is die een planeet met leven herbergt, geven onze studies aan dat de ideale sterren om planeten te ondersteunen die geschikt zijn voor het leven gedurende tientallen miljarden jaren een kleinere, langzamer brandende 'oranje dwerg' met een langere levensduur dan de zon - ongeveer 20-40 miljard jaar ', zei hij.
Zulke sterren, ook wel K-sterren genoemd, "zijn stabiele sterren met een bewoonbare zone die tientallen miljarden jaren op dezelfde plaats blijft", voegde hij eraan toe. "Ze zijn tien keer zo talrijk als de zon en vormen op lange termijn misschien wel de beste potentiële leefomgeving voor het leven."
Planeten zoals de aarde zijn niet de beste plekken om leven te herbergen, zei hij. Planeten die twee of drie keer zo groot zijn als de aarde, kunnen beter aan een atmosfeer vasthouden en een magnetisch veld behouden: "Bovendien koelt een grotere planeet langzamer af en behoudt deze zijn magnetische bescherming."
Manfred Cuntz, universitair hoofddocent natuurkunde aan de Universiteit van Texas in Arlington, en zijn medewerkers hebben zowel de schadelijke als de gunstige effecten van ultraviolette straling van sterren op DNA-moleculen onderzocht. Hierdoor kunnen ze het effect bestuderen op andere potentiële op koolstof gebaseerde buitenaardse levensvormen in de bewoonbare zones rond andere sterren. Cuntz zegt: “De grootste schade die wordt veroorzaakt door ultraviolet licht ontstaat door UV-C, dat in enorme hoeveelheden wordt geproduceerd in de fotosfeer van heterere F-type sterren en verder, in de chromosferen, van koeler oranje K-type en rode M -type sterren. Onze zon is een tussenliggende, gele G-type ster. De omgeving van ultraviolette en kosmische straling rond een ster heeft heel goed 'gekozen' wat voor soort leven er omheen zou kunnen ontstaan. "
Rocco Mancinelli, een astrobioloog bij het Search for Extraterrestrial Life (SETI) Institute in Californië, merkt op dat naarmate het leven minstens 3,5 miljard jaar geleden op aarde is ontstaan, het een spervuur van intense ultraviolette straling gedurende een miljard jaar moet hebben doorstaan voordat de zuurstof vrijgegeven door deze levensvormen vormde de beschermende ozonlaag. Mancinelli bestudeert DNA om zich te verdiepen in enkele van de ultraviolette beschermingsstrategieën die zich in vroege levensvormen hebben ontwikkeld en die vandaag de dag nog steeds in een herkenbare vorm blijven bestaan. Zoals elk leven in andere planetenstelsels ook te maken heeft met straling van hun gaststerren, dienen deze methoden voor het herstellen en beschermen van organismen tegen ultraviolette schade als model voor leven buiten de aarde. Mancinelli: “We zien ultraviolette straling ook als een soort selectiemechanisme. Alle drie de levensdomeinen die tegenwoordig bestaan, hebben gemeenschappelijke ultraviolette beschermingsstrategieën zoals een DNA-herstelmechanisme en beschutting in water of in rotsen. Degenen die dat niet deden, werden waarschijnlijk al vroeg weggevaagd. '
De wetenschappers zijn het erover eens dat we nog niet weten hoe alomtegenwoordig of hoe kwetsbaar het leven is, maar zoals Guinan concludeert: 'De bewoonperiode van de aarde is bijna voorbij - op een kosmologische tijdschaal. Over een half tot een miljard jaar zal de zon te helder en te warm worden om water in vloeibare vorm op aarde te laten bestaan, wat in minder dan 2 miljard jaar zal leiden tot een op hol geslagen broeikaseffect. ”
Waarom is de zon geel?
Bron: International Astronomical Union (IAU). Een link naar de bijeenkomst is hier.
