婴儿太阳的猛烈爆发可能引发了地球上的生命

和任何蹒跚学步的孩子一样，婴儿期的孙绝对是一个考验。它又踢又叫，每隔几天就会用强大的超级耀斑冲击周围的空间。

曾几何时，我们认为这些爆发会对地球上的生命造成障碍。但有证据表明，它们可能是引发这一切的导火索，因为太阳粒子与地球早期大气中的分子发生碰撞，形成了后来结合创造生命的基本构件。

现在，通过在实验室中用模拟的太阳粒子和闪电轰击原始大气的复制品，研究人员创造了氨基酸和羧酸——蛋白质和生命的两种基本成分。

“我们第一次通过实验表明，非还原性气体混合物中氨基酸和羧酸的生产率……由于质子照射可以通过银河宇宙射线和火花放电显着超过这些分子的生产率，”由日本横滨国立大学的化学家 Kensei Kobayashi 领导的团队编写。

“这提供了实验证据，支持年轻太阳中太阳高能粒子事件的重要性，作为合成在早期地球不同水生地质环境中沉积和积累的重要生物分子所需的能源。”

地球是宇宙中唯一我们可以确定生命存在的地方。然而，我们不知道为什么大约 40 亿年前复杂的化学反应开始像以前那样自我复制。我们对基础知识有一个非常粗略的了解，但事实证明要拼凑细节有点棘手。

很长一段时间，科学家们认为闪电可能发挥作用，与分子、热量和水相互作用形成氨基酸，这是生命赖以存在的基本分子。

实验似乎表明这是准确的。1953 年，当被认为构成地球早期大气层的气体混合在一起并产生火花时，氨基酸就形成了。那时候，我们认为地球早期的大气层充满了大量的甲烷、氨、水蒸气和分子氢。鉴于这些假设，实验往往集中在由这些物质组成的气体混合物上。

然而，后来的研究表明，地球大气层中的甲烷和氨毕竟不那么丰富。相反，它主要是火山活动产生的气体——二氧化碳和分子氮，以及少量的甲烷。对该混合物进行的类似火花实验导致氨基酸生产效率非常低。

然后有人提出可能涉及银河系宇宙射线。模拟这一过程的实验用质子照射模拟的早期大气，导致更合适的氨基酸生产。但是，在地球早期发展过程中，银河宇宙射线的辐射是否足以提供生命所必需的化学物质，仍然存在争议。

几年前的 2016 年取得了突破，当时由美国宇航局戈达德太空飞行中心的太阳科学家 Vladimir Airapetian 领导的团队决定近距离观察太阳。这似乎有点违反直觉。乍一看，太阳的早期行为似乎不利于生命的产生。它不仅非常不稳定，而且更凉爽、更暗，只有当前输出的 70%。

Airapetian 和他的团队表明，太阳的暴躁本可以弥补它的寒冷，用超级耀斑袭击地球，尽管太阳很冷，但地球可能会变暖，并引发产生生命起源前分子的化学反应。花费数十年时间研究益生元化学的小林联系了 Airapetian 进行调查。

该团队制作了许多模拟早期地球假设大气的气体混合物，其中包含不同比例的分子氮、二氧化碳、水蒸气和甲烷。这些混合物被放置在一个腔室中，在那里它们受到质子照射，以模拟太阳耀斑或放电的影响，以模拟闪电。

效果令人着迷。研究人员发现，混合物需要至少含有 15% 的甲烷才能让火花产生氨基酸，这根本不是一个小数目。然而，模拟的太阳粒子产生的氨基酸和羧酸只有 0.5% 的甲烷。

这远非确凿证据，但它确实表明，猖獗的太阳活动可能在生命起源中发挥了重要作用。尽管闪电可能起到了一定的作用，但它的贡献可能要小得多。

“即使甲烷含量为 15%，闪电产生氨基酸的速度也比质子产生的氨基酸少一百万倍，” Airapetian 说。

“在寒冷的条件下，你永远不会有闪电，而早期的地球处于非常微弱的太阳之下。这并不是说它不可能来自闪电，但现在闪电似乎不太可能，而太阳粒子似乎更有可能。”

这可能是关于我们如何以及为何到达这里的重要线索，但它也可以帮助天文学家确定在其他地方可能形成生命起源前化学的地方。例如，美国宇航局的好奇号探测器在火星表面发现了丰富的硝酸盐，这表明固氮作用（将分子氮与其他元素结合形成化合物）在火星上曾经相对有效。也许狂暴的太阳也在那里发挥了作用。