太陽打了個「噴嚏」地球就有了生命？

在當代，如果強烈的太陽風暴襲擊地球，它可能會完全摧毀現代科技並把我們打回到黑暗時代。幸運的是，這種事現在相當少見。不過40億年前，這種極端的空間天氣可能是家常便飯。而在那個時候，這非但不會帶來世界末日，反而可能是開啟生命的原動力。

地球

這個驚人的結果發表於《自然·地球科學》(NatureGeoscience)，源於美國航空航天局(NASA)的「開普勒」望遠鏡此前發現的一顆年輕類太陽恆星。研究發現，太陽這樣的恆星剛形成時十分活躍，會在「超級耀斑」出現時釋放巨大的能量，與那時候比起來，現在最狂暴的空間天氣也不過是「濛濛細雨」而已。

現在，NASA的VladimirAirapetian表示，如果我們的太陽40億年前也如此活躍，可能會使地球的環境更加適宜居住。根據Airapetian的模型，當太陽超級耀斑產生的能量衝擊地球大氣時會引發化學反應，產生溫室氣體和其他生命存在所必須的成分。

Airapetian告訴Gizmodo，根據Carl Sagan和GeorgeMullen在1972年首次提出的「黯淡太陽悖論」，「四十億年前，地球應該被凍得結結實實。」Sagan和Mullen在提出這個悖論時已經意識到地球上液態水存在的痕迹要早於40億年前，而那時太陽的亮度只有現在的70%。「溫室效應是唯一的解釋。」Airapetian說。

地球

在早期地球環境下，第一批生物分子——DNA、RNA和蛋白質是如何能得到足夠的氮元素而形成的也是一個迷。和現今類似，原始地球的大氣成分主要由惰性的氮氣組成。現在固氮菌可以將氮氣其轉化成氨，但那時的生物沒有這個能力。

一項關於空間天氣的新研究非常巧妙地解決了這兩個問題。幾年前，Airapetian開始通過NASA的「開普勒」望遠鏡數據研究恆星磁場活動。他發現，像我們太陽一樣的G型恆星在年輕的時候，就像炸彈一樣頻繁的釋放相當於100萬億顆原子彈爆炸時能量脈衝。人類迄今為止經歷過最強勁的太陽風暴是1859年造成全球性大停電的卡林頓事件，而這與前者相比根本不值一提。

「這是一股瘋狂的能量，我自己幾乎不能理解到底有多可怕。」康奈爾大學的天體生物學家RamsesRamirez告訴Gizmodo，他雖然沒有參與本次研究，但是在與Airapetian合作。

Airapetian很快意識到這項發現可以讓我們了解到太陽系的早期歷史。根據他的計算，40億年前，我們的太陽幾小時就會有爆發一次超級耀斑，地球的磁場每天都會被撕扯多次。「基本上，那時的地球經常遭受超卡林頓級別的太陽風暴的攻擊。」他說。

利用數值模型，Airapetian證明太陽的超級耀斑足以將環繞地球的磁場強烈壓縮。不僅如次，在地球兩極附近，帶電粒子能夠把磁場轟出一個洞進入大氣層，並與氮氣，二氧化碳和甲烷碰撞。「這些粒子與大氣分子相互作用，發生鏈式反應，生成一系列新的分子。」Airapetian說。

太陽的超級耀斑

太陽與大氣的相互作用會產生一氧化二氮(笑氣)，這是一種比二氧化碳的作用強300倍的溫室氣體。Airapetian的模型指出，足夠的一氧化二氮會使地球溫度急劇上升。同時無盡的太陽風暴還會使大氣生成氰化氫，它在地面成為早期生命必不可少的氮源。

「人們一直認為閃電或者隕石為生命提供含氮化合物，」Ramirez說，「我覺得這篇文章最酷的地方是在此之前沒有人真正考慮過太陽風暴的影響。」

要最終確定超級耀斑產生的分子混合配方是否足夠讓生命誕生，還要交給生物學家做出判斷。不過現在，實驗已經開始。位於東京的地球生命科學研究所和其他實驗室的研究人員正在使用Airapetian提出的模型設計新實驗來模擬地球遠古環境。如果這些實驗能夠創造出氨基酸或是RNA這種構成生命的基本分子，那麼將極大地支持空間天氣幫助創造生命這一觀點。

太陽系

除了把生命起源的故事拼接起來，Airapetian的模型還可以讓我們一瞥40億年前宜居的火星，儘管那時火星從年輕的太陽得到的輻射可能很少，但看來也是濕潤。這項研究也對系外生命的研究有一定影響。

我們剛開始探究恆星的宜居帶(該區域中的行星可能有液態水的存在)到底需要哪些條件。但現在對宜居帶的判斷還只是基於母星的亮度等因素。而通過收集恆星活動的細節信息，我們能更多地了解系外行星的大氣組成和可能存在的溫室效應。

「實驗最終會告訴我們，從恆星而來的能量是否能創造生命必須的化學條件。」Airapetian說，「如果沒有這些，形成生命才真是個奇蹟。」