Energi dari matahari muda kita - 4 miliar tahun lalu - membantu menciptakan molekul di atmosfer Bumi yang memungkinkannya untuk menghangatkan cukup untuk menginkubasi kehidupan, kata penelitian.
Sekitar 4 miliar tahun yang lalu, matahari bersinar dengan hanya sekitar tiga perempat kecerahan yang kita lihat hari ini, tetapi permukaannya bergolak dengan letusan raksasa yang memuntahkan sejumlah besar bahan matahari dan radiasi ke luar angkasa. Ledakan matahari yang kuat ini mungkin telah menyediakan energi penting yang dibutuhkan untuk menghangatkan Bumi, meskipun matahari pingsan. Letusan juga mungkin telah melengkapi energi yang dibutuhkan untuk mengubah molekul sederhana menjadi molekul kompleks seperti RNA dan DNA yang diperlukan untuk kehidupan. Penelitian ini dipublikasikan di Geosains Alam pada 23 Mei 2016, oleh tim ilmuwan dari NASA.
Memahami kondisi apa yang diperlukan untuk kehidupan di planet kita membantu kita melacak asal usul kehidupan di Bumi dan memandu pencarian kehidupan di planet lain. Sampai sekarang, bagaimanapun, pemetaan penuh evolusi Bumi telah terhalang oleh fakta sederhana bahwa matahari muda tidak cukup bercahaya untuk menghangatkan Bumi.
Vladimir Airapetian adalah penulis utama makalah ini dan ilmuwan matahari di Goddard Space Flight Center NASA di Greenbelt, Maryland. Dia berkata:
Saat itu, Bumi hanya menerima sekitar 70 persen energi dari matahari daripada hari ini, "kata" Itu berarti Bumi seharusnya menjadi bola es. Sebagai gantinya, bukti geologis mengatakan itu adalah dunia yang hangat dengan air cair. Kami menyebutnya Paradoks Sun Faint Young. Penelitian baru kami menunjukkan bahwa badai matahari mungkin menjadi pusat pemanasan Bumi.
Para ilmuwan dapat mengumpulkan sejarah matahari dengan mencari bintang yang mirip di galaksi kita. Dengan menempatkan bintang-bintang seperti matahari ini sesuai dengan usianya, bintang-bintang itu muncul sebagai garis waktu fungsional tentang bagaimana matahari kita sendiri berevolusi. Dari data seperti inilah para ilmuwan tahu bahwa matahari lebih redup 4 miliar tahun yang lalu. Studi semacam itu juga menunjukkan bahwa bintang-bintang muda sering menghasilkan suar yang kuat - semburan cahaya raksasa dan radiasi - mirip dengan suar yang kita lihat di matahari kita sendiri saat ini. Suar seperti itu sering disertai oleh awan besar bahan matahari, yang disebut ejections massa koronal, atau CME, yang meletus ke luar angkasa.
Misi Kepler NASA menemukan bintang yang menyerupai matahari kita sekitar beberapa juta tahun setelah kelahirannya. Data Kepler menunjukkan banyak contoh dari apa yang disebut "superflares" - ledakan besar yang sangat langka saat ini sehingga kita hanya mengalaminya sekali setiap 100 tahun atau lebih. Namun data Kepler juga menunjukkan anak-anak ini menghasilkan sebanyak sepuluh superflare per hari.
Sementara matahari kita masih menghasilkan suar dan CME, mereka tidak begitu sering atau intens. Terlebih lagi, Bumi saat ini memiliki medan magnet yang kuat yang membantu menjaga sebagian besar energi dari cuaca ruang angkasa dari mencapai Bumi. Namun, cuaca luar angkasa dapat secara signifikan mengganggu gelembung magnetik di sekitar planet kita, magnetosfer, sebuah fenomena yang disebut sebagai badai geomagnetik yang dapat memengaruhi komunikasi radio dan satelit kita di ruang angkasa. Ini juga menciptakan aurora - paling sering di daerah sempit dekat kutub tempat medan magnet bumi membungkuk untuk menyentuh planet ini.
Bumi muda kita, bagaimanapun, memiliki medan magnet yang lebih lemah, dengan kaki yang jauh lebih luas di dekat kutub. Airapetian berkata:
Perhitungan kami menunjukkan bahwa Anda akan secara teratur melihat aurora di Carolina Selatan. Dan ketika partikel-partikel dari cuaca luar angkasa menempuh garis medan magnet, mereka akan menabrak molekul nitrogen yang berlimpah di atmosfer. Mengubah kimia atmosfer ternyata telah membuat semua perbedaan untuk kehidupan di Bumi.
Atmosfer Bumi purba juga berbeda dari yang sekarang: Nitrogen molekuler - yaitu, dua atom nitrogen yang terikat bersama menjadi molekul - membentuk 90 persen atmosfer, dibandingkan dengan hanya 78 persen saat ini. Ketika partikel-partikel energetik menghantam molekul-molekul nitrogen ini, dampaknya memecahnya menjadi atom-atom nitrogen individual. Mereka, pada gilirannya, bertabrakan dengan karbon dioksida, memisahkan molekul-molekul itu menjadi karbon monoksida dan oksigen.
Nitrogen dan oksigen yang melayang bebas bergabung menjadi dinitrogen oksida, yang merupakan gas rumah kaca yang kuat. Dalam hal menghangatkan atmosfer, nitro oksida 300 kali lebih kuat daripada karbon dioksida. Perhitungan tim menunjukkan bahwa jika atmosfer awal menampung nitrat oksida kurang dari satu persen seperti halnya karbon dioksida, itu akan menghangatkan planet ini cukup untuk keberadaan air cair.
Masuknya partikel-partikel matahari yang terus-menerus ditemukan ke Bumi purba ini mungkin telah melakukan lebih dari sekadar menghangatkan atmosfer, tetapi juga menyediakan energi yang dibutuhkan untuk membuat bahan kimia kompleks. Dalam sebuah planet yang tersebar secara merata dengan molekul-molekul sederhana, dibutuhkan sejumlah besar energi yang masuk untuk menciptakan molekul-molekul kompleks seperti RNA dan DNA yang akhirnya menabur kehidupan.
Sementara energi yang cukup tampaknya sangat penting bagi sebuah planet yang sedang tumbuh, terlalu banyak juga akan menjadi masalah - rantai letusan matahari yang konstan menghasilkan hujan radiasi partikel bisa sangat merugikan. Serangan awan magnetik seperti itu dapat merobek atmosfer planet jika magnetosfer terlalu lemah. Memahami keseimbangan semacam ini membantu para ilmuwan menentukan jenis bintang apa dan jenis planet apa yang ramah untuk kehidupan.
