_ Ar putea supraviețui viața de pe Pământ pe o planetă pitică roșie?

Chiar dacă știința exoplanetelor a avansat semnificativ în ultimul deceniu sau două, suntem încă într-o situație nefericită. Oamenii de știință pot face doar presupuneri educate despre ce exoplanete pot fi locuibile. Chiar și cea mai apropiată exoplanetă se află la patru ani lumină distanță și, deși patru este un număr întreg mic, distanța este enormă.

Totuși, asta nu îi împiedică pe oamenii de știință să încerce să pună lucrurile împreună.

Una dintre cele mai importante întrebări în știința exoplanetelor și locuibilitatea se referă la piticele roșii. Piticile roșii sunt numeroase, iar cercetările arată că găzduiesc multitudine de planete. În timp ce giganții gazosi precum Jupiter sunt relativ rari în jurul piticelor roșii, alte planete nu sunt. Datele observaționale arată că aproximativ 40% dintre piticele roșii găzduiesc planete super-Pământ în zonele lor locuibile.

Piticile roșii au câteva lucruri de mers pentru ei când vine vorba de locuibilitatea exoplanetelor. Aceste stele cu masă mică au durate de viață extrem de lungi, ceea ce înseamnă că producția de energie este stabilă pentru perioade lungi de timp. Din câte putem spune, acesta este un beneficiu pentru potențiala locuință și evoluția vieții complexe. Stabilitatea oferă vieții șansa de a răspunde la schimbări și de a persista în nișele lor.

Dar piticii roșii au și o latură întunecată: aprinderea. Toate stelele fulgeră într-o oarecare măsură, chiar și soarele nostru. Dar fulgerarea soarelui nici măcar nu este în aceeași ligă cu fulgerarea piticilor roșii. Piticii roșii pot fulgeră atât de puternic încât își pot dubla luminozitatea într-o perioadă foarte scurtă de timp. Există vreo modalitate de a supraviețui viața pe planetele pitice roșii?

O nouă cercetare de la oameni de știință din Portugalia și Germania examinează această întrebare. Pentru a testa ideea de locuibilitate a exoplanetelor pitice roșii, cercetătorii au folosit un tip obișnuit de mucegai și l-au supus la radiații pitice roșii simulate, protejate doar de o atmosferă marțiană simulată.

Cercetarea este „Cât de locuibili sunt M. -Exoplanete pitici? Modelarea condițiilor de suprafață și explorarea rolului melaninelor în supraviețuirea sporilor Aspergillus niger sub radiații asemănătoare exoplanetelor.” Autorul principal este Afonso Mota, astrobiolog la Grupul de Cercetare în Microbiologie Aerospațială din Institutul de Medicină Aerospațială de la Centrul Aerospațial German (DLR). Lucrarea a fost trimisă la revista Astrobiology și este disponibilă în prezent pe serverul de preprint arXiv.

Aspergillus niger este omniprezent în sol și este cunoscut în mod obișnuit pentru mucegaiul negru pe care îl poate provoca asupra unor fructe și legume. Este, de asemenea, un producător prolific de melanină. Melanina absoarbe lumina foarte eficient, iar la om, melanina este produsă prin expunerea la radiațiile UV și întunecă pielea. Melaninele sunt răspândite în natură, iar extremofilii le folosesc pentru a se proteja. Melanina poate disipa până la 99,9% din UV absorbit. Oamenii de știință cred că apariția melaninelor poate să fi jucat un rol critic în dezvoltarea vieții pe Pământ prin protejarea organismelor de radiațiile dăunătoare ale soarelui.

În esență, această cercetare pune o întrebare destul de simplă. Melanina lui Aspergillus niger îl poate ajuta să supraviețuiască exploziei piticii roșii atunci când este protejat de o atmosferă subțire precum cea a lui Marte?

Proxima Centauri și TRAPPIST-1 sunt ambele pitice roșii binecunoscute în știința exoplanetelor, deoarece găzduiesc exoplanete stâncoase în știința lor. zonele locuibile. Acest studiu se concentrează pe Proxima Centauri b (PCb în continuare) și TRAPPIST-1 e (T1e în continuare.) Ambele sunt susceptibile să aibă temperaturi care să permită existența apei lichide pe suprafețele lor, având în vedere proprietățile atmosferice potrivite. Atât PCb, cât și T1e au probabil medii de radiații tolerabile, de asemenea.

Este imposibil să modelezi perfect condițiile de suprafață ale acestor planete, dar cercetătorii se pot apropia folosind ceea ce se numește temperatura de echilibru. Măsurarea erupției stelare este mai ușoară deoarece poate fi observată cu precizie de la distanțe mari. Producția de melanină în A. niger este, de asemenea, bine înțeleasă. Lucrând cu toți cei trei factori, cercetătorii au reușit să modeleze modul în care mucegaiul s-ar descurca pe suprafața unei planete din zonă locuibilă în jurul unei pitici roșii.

„În contextul astrobiologiei și în special al astromicologiei, Studiul ciupercilor extremotolerante s-a dovedit esențial pentru o mai bună înțelegere a limitelor vieții și al locuinței”, scriu autorii. „Aspergillus niger, o ciupercă filamentoasă extremotolerantă, a fost folosită frecvent ca organism model pentru studierea supraviețuirii ciupercilor în medii extreme, crescând într-o gamă largă de condiții.”

A. sporii Niger au un strat complex și dens de melanină care îi protejează de radiațiile UV și de raze X. Au fost găsite în Stația Spațială Internațională, o dovadă a capacității lor de a rezista unor pericole din spațiu. Deși sunt terestre, oamenii de știință le pot folosi pentru a studia potențiala locuință a exoplanetelor.

În această lucrare, cercetătorii au testat supraviețuirea sporilor de A. niger în condiții de suprafață simulate de PCb și T1c, unde stelele pitice roșii scaldă suprafețele planetare în puternice radiații UV și de raze X.

Cercetătorii au testat diferite tipuri de spori de A. niger în diferite soluții. Una era o tulpină sălbatică, una era o tulpină mutantă modificată pentru a produce și excreta piomelanina, una dintre melaninele de interes deosebit pentru oamenii de știință, iar a treia a fost o tulpină cu deficit de melanină. Sporii au fost suspendați fie în soluții saline, fie în soluții bogate în melanină, fie într-o soluție de control pentru o perioadă de timp, în timp ce erau expuși la diferite cantități atât de raze X, cât și de radiații UV.

După expunere, cei trei au fost testate tipuri de spori de A. niger pentru supraviețuirea și viabilitatea lor.

Rezultatele arată că A. niger ar fi capabil să supraviețuiască mediilor cu radiații intense care pot steriliza suprafețele exoplanetelor pitice roșii. Nu dacă este expus direct, ci dacă este sub doar câțiva milimetri de sol sau apă. "Dacă nu sunt atenuate, razele X de la erupții ar steriliza, cel mai probabil, suprafața tuturor exoplanetelor studiate. Cu toate acestea, microorganismele potrivite să supraviețuiască sub suprafață nu ar fi afectate de majoritatea surselor de radiații exogene sub câțiva milimetri de sol sau apă", explică cercetătorii. .

La ce se reduce studiul este melanina. Cu cât este mai multă melanină, cu atât este mai mare rata de supraviețuire pentru A. niger.

„Experimentele efectuate în acest studiu coroborează scopul multifuncțional al melaninei, deoarece sporii A. niger MA93.1 au germinat mai rapid și mai eficient în un extract bogat în melanină în comparație cu cele două soluții de control”, scriu autorii. A. niger MA93.1 este tulpina mutantă modificată pentru a produce și a excreta melanina.

Pentru exoplanetele T1e și PCb, cercetarea este promițătoare pentru cei dintre noi care speră să locuiască pe alte planete. Când vine vorba de radiația UV-C, o fracțiune semnificativă de spori din probele care conțin melanină ar putea supraviețui superflarelor care lovesc PCb și T1e, chiar și cu o protecție atmosferică foarte mică. Expunerea la raze X a fost similară.

Deși tuturor ne place să ne imaginăm viață complexă în altă parte a universului, este mai probabil să ne împiedicăm de lumi care nu seamănă cu Pământul. Dacă găsim viață, probabil că vor fi organisme simple care găsesc o modalitate de a supraviețui în ceea ce am considera medii marginale sau extreme. Deoarece piticele roșii sunt atât de comune, probabil că acolo vom găsi această viață.

Acest studiu susține această idee.

„În plus,” scriu autorii în concluzia lor, „rezultatele acestei lucrări au arătat cum A. niger, la fel ca alte organisme extremotolerante și extremofile, ar putea supraviețui condițiilor aspre de radiații de pe suprafața unor M. -exoplanete pitici.”

Melanina joacă un rol critic în potențiala lor supraviețuire, concluzionează autorii. „În plus, soluțiile bogate în melanină s-au dovedit a fi extrem de benefice pentru supraviețuirea și germinarea sporilor de A. niger, în special atunci când sunt tratate cu doze mari de radiații UV și de raze X.”

Există o cercetare științifică în curs de desfășurare. discuție despre locuibilitatea exoplanetelor pitice roșii, cu flaring jucând un rol proeminent. Dar această cercetare arată că poate este prea devreme pentru a elimina piticile roșii, aruncând, de asemenea, lumină asupra modului în care viața de pe Pământ ar fi putut decurge.

„Aceste rezultate oferă o perspectivă asupra modului în care formele de viață pot îndura evenimentele dăunătoare și condițiile predominante. despre exoplanete și despre modul în care melanina ar fi putut avea un rol în originea și evoluția vieții pe Pământ și poate pe alte lumi.”

(Fluierul)