Des « super éruptions » solaires des millions de fois plus puissantes que tout ce qui existe aujourd’hui pourraient avoir déclenché la vie sur Terre

La vie sur Terre aurait pu être déclenchée par d’énormes super éruptions d’un jeune soleil hyperactif, suggère une nouvelle étude.

En tirant des particules chargées trouvées dans le vent solaire sur une concoction de gaz présents dans l’atmosphère primitive de la Terre, les scientifiques ont découvert que les ingrédients combinés forment des quantités importantes d’acides aminés et d’acides carboxyliques – les éléments constitutifs des protéines et de toute vie organique.

Les scientifiques s’interrogent sur les conditions qui ont déclenché la vie sur Terre depuis les années 1800, lorsqu’il a été supposé que la vie aurait pu commencer dans une soupe chimique primordiale appelée « petit étang chaud ». Dans les années 1950, des expériences qui exposaient des mélanges gazeux de méthane, d’ammoniac, d’eau et d’hydrogène moléculaire à la foudre artificielle ont montré que 20 acides aminés différents se formaient à partir du processus.

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Dans les années qui ont suivi, cependant, le tableau s’est compliqué. Les scientifiques ont découvert que l’atmosphère primitive de la Terre était remplie de moins d’ammoniac et de méthane qu’on ne le pensait auparavant, et de plus de dioxyde de carbone et d’azote moléculaire, deux gaz qui nécessitent beaucoup plus d’énergie pour se décomposer que la foudre seule ne pourrait en fournir.

Maintenant, une nouvelle étude, publiée le 28 avril dans la revue Vie (s’ouvre dans un nouvel onglet)a utilisé un accélérateur de particules pour découvrir que les rayons cosmiques provenant de super éruptions extrêmement énergétiques auraient pu fournir le coup de pouce nécessaire à la vie sur Terre.

« La plupart des investigateurs ignorent la galaxie rayons cosmiques parce qu’ils nécessitent des équipements spécialisés, comme des accélérateurs de particules », a déclaré l’auteur principal de l’étude. Kensei Kobayashi (s’ouvre dans un nouvel onglet)professeur de chimie à l’université nationale de Yokohama au Japon, dit dans un communiqué (s’ouvre dans un nouvel onglet). « J’ai eu la chance d’avoir accès à plusieurs d’entre eux à proximité de nos installations. »

Les étoiles génèrent de puissants champs magnétiques, créés par le flux de charges électriques dans le liquide en fusion. plasma qui court le long et sous leurs surfaces. À l’occasion, ces lignes de champ magnétique se noient avant de se casser soudainement, libérant de l’énergie sous forme d’éclats de rayonnement appelés éruptions solaires et de jets explosifs de matière solaire appelés éjection de masse coronale (CME).

Lorsque ce matériau solaire – composé principalement d’électrons, de protons et de particules alpha – s’écrase dans le champ magnétique terrestre, il déclenche une tempête géomagnétique, agitant les molécules de notre atmosphère pour créer des aurores colorées connues sous le nom de aurores boréales. La plus grande tempête solaire de l’histoire récente a été celle de 1859 Événement Carringtonqui a libéré à peu près autant d’énergie que 10 milliards de bombes atomiques de 1 mégatonne, mais même cet événement est éclipsé par la puissance d’une super éruption, qui pourrait être de centaines à des milliers de fois plus énergétique.

super fusées éclairantes de ce type n’éclatent généralement qu’une fois tous les 100 ans environ, mais cela n’a peut-être pas toujours été le cas. En examinant les données de la mission Kepler de la NASA, qui, entre 2009 et 2018, a recueilli des informations sur les planètes semblables à la Terre et leurs étoiles, un Étude de 2016 dans la revue Nature Geoscience (s’ouvre dans un nouvel onglet) ont montré que, pendant les 100 premiers millions d’années de la Terre, le soleil était 30% plus faible, mais des super éruptions éclataient de sa surface tous les trois à 10 jours.

Pour voir le rôle que les superfusées auraient pu jouer dans la création d’acides aminés sur la Terre antique, les chercheurs de la nouvelle étude ont combiné du dioxyde de carbone, de l’azote moléculaire, de l’eau et une quantité variable de méthane dans des mélanges de gaz qu’ils pouvaient s’attendre à trouver dans notre atmosphère primitive. Ensuite, soit en projetant les mélanges de gaz avec des protons à partir d’un petit accélérateur de particules (connu sous le nom d’accélérateur tandem) ou en les enflammant avec un éclair simulé, les scientifiques ont déclenché la production d’acides aminés et d’acides carboxyliques – deux conditions chimiques importantes pour la vie.

Au fur et à mesure que les chercheurs augmentaient les niveaux de méthane, les acides aminés et les acides carboxyliques engendrés à la fois par les protons et les éclairs augmentaient, mais pour les générer à des niveaux détectables, le mélange de protons n’avait besoin que de 0,5 % de concentration de méthane, alors que les décharges de foudre en avaient besoin de 15 %.

« Et même à 15% de méthane, le taux de production des acides aminés par la foudre est un million de fois inférieur à celui des protons », a déclaré le co-auteur de l’étude. Vladimir Airapetian (s’ouvre dans un nouvel onglet), astrophysicien au Goddard Space Flight Center de la NASA, qui a également travaillé sur l’étude Nature Geosciences de 2016. « Pendant les conditions froides, vous n’avez jamais d’éclairs, et la Terre primitive était sous un soleil assez faible. Cela ne veut pas dire qu’il ne pouvait pas provenir de la foudre, mais la foudre semble moins probable maintenant, et les particules solaires semblent plus probables. »