"Onze verbeelding wordt beperkt door wat we weten,"

Met meer dan 700 miljoen triljoen planeten in het waarneembare universum willen astrobiologen echt graag bepalen welke exoplaneten de moeite waard zijn om naar te kijken in onze zoektocht naar buitenaards leven. Maar het is niet genoeg om alleen maar naar planeten in zonnestelsels te zoeken die op de onze lijken, wijzen wetenschappers in een nieuwe Science Advances studie. De zoektocht naar levensondersteunende werelden, schrijven ze, zal afhankelijk zijn van het ultraviolette licht dat straalt vanuit de sterren waar die planeten rond draaien.

UV-straling leidde tot een reeks van fotochemische gebeurtenissen in de vroege aarde die leidde tot de ontwikkeling van het leven, zoals eerder werk van co-auteur van de studie en Medical Research Council Laboratory of Molecular Biology chemicus John Sutherland, Ph.D., heeft gesuggereerd. Door deze vroege gebeurtenissen opnieuw te maken met behulp van UV-lampen in een laboratorium en door de resultaten opnieuw te vergelijken met het licht dat door verre sterren werd geproduceerd, landde het team, dat ook wetenschappers van de Universiteit van Cambridge betrok, op een reeks sterren waarrond het aardse leven waarschijnlijk heeft gevormd. Hun resultaten, gepubliceerd woensdag, beloven om de zoektocht naar buitenaards leven en de huidverzorgingsregimes van toekomstige ruimtereizigers te bevorderen.

"UV-licht is potentieel heel goed omdat het de oorsprong van het leven heeft op de vroege aarde, maar dan is de UV waar we vandaag aan denken eigenlijk behoorlijk schadelijk", aldus Zoe Todd, een afgestudeerde onderzoeker aan het Harvard Origins of Life Initiative die niet betrokken was in deze studie vertelt omgekeerde.

Todd's voortdurende werk met astronoom en Harvard's Origins directeur Dimitar Sasselov, Ph.D., heeft een belangrijke rol gespeeld bij het aantonen hoe UV-licht meerdere essentiële, leven-creërende reacties tussen waterstofcyanide en waterstofsulfietionen in de oeroceanen van onze planeet katalyseerde. Die reacties leverden de chemische precursors op moleculen die kritisch zijn voor biologische processen hier op aarde, zoals lipiden, aminozuren en nucleotiden. Dit proces leidde uiteindelijk tot de aanmaak van ribonucleïnezuur (RNA), een verbinding die chemisch vergelijkbaar is met DNA, waarvan wetenschappers denken dat het waarschijnlijk de eerste informatieopslag- en -levercomponent is die verschijnt.

In de nieuwe studie hebben de onderzoekers van Cambridge en MRC LMB die chemische reacties in een laboratorium opnieuw gemaakt - onder UV-lampen en zonder - om te zien hoeveel UV-licht ze nodig hebben om te kunnen optreden. Vervolgens hebben ze die resultaten gebruikt om te classificeren welke sterrenstelsels sterren kunnen hebben die die hoeveelheid UV-licht naar hun exoplaneten uitstralen, waardoor een "abiogenesis-zone" wordt gecreëerd die geschikt is voor het creëren van levensproducerende moleculen.

Ze stelden vast dat sterren die warmer zijn dan 4.400 Kelvin (ongeveer 7.460 ° F) - sterren zo groot of groter dan "oranje dwergen" of spectrale K5-hoofdreekssterren - voldoende UV-licht produceerden om dat te doen.

De nieuwe bevindingen bevestigen eerder onderzoek uitgevoerd door Harvard, theoretisch natuurkundige en kosmoloog Avi Loeb, Ph.D., die ook geïnteresseerd is in de jacht op buitenaards leven, maar niet betrokken was bij de nieuwe studie.

"Wat we besloten," vertelt Loeb omgekeerde, "Was dat sterren met een massa die minder dan de helft van de massa van de zon is, niet genoeg ultraviolette straling produceren om de diversiteit van het leven te produceren die we op aarde vinden."

"UV is erg belangrijk voor het bepalen van de kenmerkende tijdschaal voor de chemie, en de tijdschaal waarvoor soorten rijker worden", vervolgt hij.

Sutherland stelde in 2015 voor dat koolstof van meteoriet inslaat in de jonge aarde de waterstofcyanide produceerde die nodig was voor deze UV-gekatalyseerde reacties. Het is een interessante hypothese over de oorsprong van het leven op aarde, maar er zijn anderen.

"Niet iedereen onderschrijft dit bepaalde oorsprong van het levensscenario, dat wordt aangedreven door UV-licht op het oppervlak van de aarde, en brengt je naar deze dingen zoals RNA en DNA die genetisch materiaal zijn en kunnen worden gerepliceerd", zegt Todd.

"Andere mensen abonneren zich op iets dat de 'metabolism first' hypothese wordt genoemd, wat in feite is dat je deze metabole cycli als eerste krijgt. Over het algemeen wordt verondersteld dat het is gebeurd in hydrothermale openingen in de diepzee - en dan is dit een soort alternatieve theorie voor de oorsprong van het leven. "Beide theorieën hebben sterke en zwakke punten, zegt Todd, maar het zou bijzonder moeilijk zijn om exoplaneten met hydrothermale te lokaliseren. ventilatieopeningen vanaf lichtjaren afstand, in vergelijking met alleen kijken naar wat hun zon aan het doen is.

Dit alles betekent natuurlijk niet dat we moeten stoppen met zoeken naar het leven op de planeten rond die kleinere dwergsterren. Die kunnen gewoon leven produceren zoals we in onze wereld hebben gezien.

"Onze verbeelding wordt beperkt door wat we weten," zegt Loeb. "En wat we weten is wat we hier op aarde vinden"