Ultraviolet lys er det, du kan kalde en kontroversiel type stråling. På den ene side kan overeksponering føre til solskoldning, en øget risiko for hudkræft og skade på en persons syn og immunsystem. På den anden side har det også nogle enorme sundhedsmæssige fordele, som inkluderer fremme af stresslindring og stimulering af kroppens naturlige produktion af vitamin D, seratonin og melanin.
Og ifølge en ny undersøgelse fra et team fra Harvard University og Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics (CfA) kan ultraviolet stråling endda have spillet en kritisk rolle i fremkomsten af liv her på Jorden. Som sådan kan bestemmelse af, hvor meget UV-stråling der produceres af andre typer stjerner, være en af nøglerne til at finde bevis for livet på planeter, der kredser omkring dem.
Undersøgelsen med titlen "Det overfladiske UV-miljø på planeter, der kredser rundt om dværger: implikationer for præbiotisk kemi og behovet for eksperimentel opfølgning", for nylig dukket op i The Astrophysical Journal. Under ledelse af Sukrit Ranjan, en besøgende postdoktorisk forsker ved CfA, fokuserede teamet på M-type (rød dværg) stjerner for at afgøre, om denne klasse af stjerne producerer nok UV-stråling til at starte de biologiske processer, der er nødvendige for, at livet kan opstå.
Nylige undersøgelser har indikeret, at UV-stråling kan være nødvendig til dannelse af ribonukleinsyre (RNA), hvilket er nødvendigt for alle former for liv, som vi kender det. Og i betragtning af den hastighed, hvormed klippeplaneter er blevet opdaget omkring røde dværgstjerner fra sent (som eksempelvis inkluderer Proxima b, LHS 1140b og de syv planeter i TRAPPIST-1-systemet), hvor meget UV-stråling røde dværge afgiver kunne være centralt i bestemmelse af eksoplanet-beboelighed.
Som Dr. Ranjan forklarede i en CfA-pressemeddelelse:
”Det ville være som at have en bunke med træ og tænde og ønske at tænde ild, men ikke at have en fyrstik. Vores forskning viser, at den rigtige mængde UV-lys muligvis er en af kampene, der får liv, som vi kender det til at antænde. ”
Af hensyn til deres undersøgelse skabte teamet strålende overførselsmodeller af røde dværgstjerner. De søgte derefter at bestemme, om UV-miljøet på prebiotiske jordanalogiske planeter, som kredsede omkring dem, ville være tilstrækkelige til at stimulere fotoprocesserne, der ville føre til dannelse af RNA. Fra dette beregnet de, at planeter, der kredser rundt om M-dværgstjerner, ville have adgang til 100–1000 gange mindre bioaktiv UV-stråling end en ung jord.
Som et resultat vil den kemi, der afhænger af UV-lys for at omdanne kemiske elementer og prebiotiske tilstande til biologiske organismer, sandsynligvis lukke ned. Alternativt vurderede teamet, at selv hvis denne kemi var i stand til at fortsætte under et formindsket niveau af UV-stråling, ville det fungere i en meget langsommere hastighed end den gjorde på Jorden for milliarder af år siden.
Som Robin Wordsworth - en adjunkt ved Harvard School of Engineering and Applied Science og en medforfatter til undersøgelsen - forklarede, er dette ikke nødvendigvis dårlige nyheder, hvad angår spørgsmål om beboelighed. ”Det kan være et spørgsmål om at finde det søde sted,” sagde han. ”Der skal være nok ultraviolet lys til at udløse dannelse af liv, men ikke så meget, at det eroderer og fjerner planetens atmosfære.”
Tidligere undersøgelser har vist, at selv rolige røde dværge oplever dramatiske blusser, som med jævne mellemrum bombarderer deres planeter med bursts UV-energi. Selvom dette blev betragtet som noget farligt, der kunne stribe planeter i deres atmosfærer og bestråle deres levetid, er det muligt, at sådanne blusser kan kompensere for, at de lavere UV-niveauer støt produceres af stjernen.
Denne nyhed kommer også på hælene på en undersøgelse, der viste, hvordan de ydre planeter i TRAPPIST-1-systemet (inklusive de tre, der ligger inden for dens beboelige zone) stadig kan have masser af vand på deres overflader. Også her var nøglen UV-stråling, hvor teamet, der var ansvarligt for undersøgelsen, overvågede TRAPPIST-1-planeterne for tegn på brinttab fra deres atmosfære (et tegn på fotodissociation).
Denne forskning husker også en nylig undersøgelse ledet af professor Avi Loeb, formand for astronomiafdelingen ved Harvard University, direktør for Institut for Teori og Computation og også et medlem af CfA. Med titlen ”Relativ sandsynlighed for livet som funktion af den kosmiske tid” konkluderede Loeb og hans team, at røde dværgstjerner er mest sandsynligt at give liv på grund af deres lave masse og ekstreme levetid.
Sammenlignet med stjerner med højere masse, der har kortere levetid, forekommer sandsynligvis røde dværgstjerner i deres hovedsekvens så længe som seks til tolv billioner år. Derfor ville røde dværgstjerner helt sikkert være omkring længe nok til at rumme endda en meget decelereret hastighed af organisk udvikling. I denne henseende kan denne seneste undersøgelse endda betragtes som en mulig opløsning for Fermi-paradokset - hvor er alle udlændinge? De er stadig under udvikling!
Men som Dimitar Sasselov - Phillips-professor i astronomi ved Harvard, direktøren for Origins of Life-initiativet og en medforfatter på papiret - antydede, er der stadig mange ubesvarede spørgsmål:
”Vi har stadig meget arbejde at gøre i laboratoriet og andre steder for at bestemme, hvordan faktorer, inklusive UV, spiller ind i spørgsmålet om livet. Vi er også nødt til at bestemme, om der kan dannes liv ved meget lavere UV-niveauer, end vi oplever her på Jorden. ”
Som altid er forskere tvunget til at arbejde med en begrænset referenceramme, når det gælder vurdering af andre planeteres levedygtighed. Så vidt vi ved, findes der kun liv på planeten (dvs. Jorden), hvilket naturligt påvirker vores forståelse af hvor og under hvilke betingelser livet kan trives. På trods af igangværende forskning er spørgsmålet om, hvordan livet opstod på Jorden, stadig noget af et mysterium.
Hvis der skulle findes liv på en planet, der kredser rundt om en rød dværg, eller i ekstreme miljøer, som vi troede var ubeboelige, ville det antyde, at livet kan dukke op og udvikle sig under forhold, der er meget forskellige fra Jorden. I de kommende år forventes næste generations missioner som James Webb-rumteleskopet Giant Magellan Telescope at afsløre mere om fjerne stjerner og deres planetsystemer.
Udbetalingen af denne forskning vil sandsynligvis omfatte ny indsigt i, hvor livet kan dukke op og de forhold, under hvilke det kan trives.
