一项新的研究发现，地球上生命的第一批组成部分可能是由于太阳的喷发而形成的。
一系列化学实验表明，太阳粒子如何与地球早期大气中的气体碰撞，形成氨基酸和羧酸，这是蛋白质和有机生命的基本组成部分。研究结果发表在《生活》杂志上。
为了了解生命的起源，许多科学家试图解释氨基酸，即蛋白质和所有细胞生命的原材料是如何形成的。最著名的提议起源于 1800 年代后期，当时科学家推测生命可能始于一个“温暖的小池塘”：一种化学物质汤，由闪电、热量和其他能源提供能量，可以浓缩地混合在一起形成有机分子。
1953年，芝加哥大学的斯坦利·米勒(Stanley Miller)试图在实验室中重现这些原始条件。米勒用甲烷、氨、水和分子氢(被认为是地球早期大气中普遍存在的气体)填充了一个封闭的房间，并反复点燃电火花来模拟闪电。一周后，米勒和他的研究生导师哈罗德·尤里(Harold Urey)分析了房间的内容，发现已经形成了20种不同的氨基酸。
“这是一个重大的启示，”马里兰州格林贝尔特NASA戈达德太空飞行中心的恒星天体物理学家弗拉基米尔·艾拉佩蒂安(Vladimir Airapetian)说，他是这篇新论文的合著者。“从早期地球大气的基本成分中，你可以合成这些复杂的有机分子。
但过去的70年使这种解释变得复杂。科学家现在相信氨(NH3)和甲烷(CH4)远没有那么丰富;相反，地球的空气中充满了二氧化碳(CO2)和分子氮(N2)，这需要更多的能量来分解。这些气体仍然可以产生氨基酸，但数量大大减少。
为了寻找替代能源，一些科学家指出了来自即将到来的流星的冲击波。其他人则引用了太阳紫外线辐射。Airapatian利用美国宇航局开普勒任务的数据，指出了一个新想法：来自太阳的高能粒子。
开普勒在其生命周期的不同阶段观察了遥远的恒星，但它的数据提供了关于我们太阳过去的暗示。2016年，Airapetian发表了一项研究表明，在地球最初的100亿年中，太阳暗了约30%。但是太阳“超级耀斑”——我们今天每100年左右只看到一次的强大喷发——每3-10天就会爆发一次。这些超级耀斑会发射近光速粒子，这些粒子会定期与我们的大气层碰撞，引发化学反应。
“我发表那篇论文后，日本横滨国立大学的团队联系了我，”Airapetian说。
小林博士是那里的化学教授，在过去的30年里一直在研究益生元化学。他试图了解银河宇宙射线 - 来自太阳系外的入射粒子 - 如何影响早期地球的大气层。“大多数研究人员忽略了银河宇宙射线，因为它们需要专门的设备，如粒子加速器，”小林说。“我很幸运能够在我们的设施附近使用其中的几个。对小林的实验设置进行微小的调整可能会考验Airapatian的想法。
Airapetian，Kobayashi和他们的合作者创造了一种与我们今天所理解的早期地球大气相匹配的气体混合物。他们结合了二氧化碳、分子氮、水和不同数量的甲烷。(地球早期大气中的甲烷比例不确定，但被认为很低。他们用质子(模拟太阳粒子)射击气体混合物，或者用火花放电(模拟闪电)点燃它们，复制米勒-尤里实验进行比较。
只要甲烷比例超过0.5%，质子(太阳粒子)喷射的混合物就会产生可检测量的氨基酸和羧酸。但是火花放电(闪电)需要大约15%的甲烷浓度才能形成任何氨基酸。
“即使在15%的甲烷下，闪电产生的氨基酸速度也比质子低一百万倍，”Airapetian补充道。质子也倾向于产生比火花放电点燃的更多的羧酸(氨基酸的前体)。
在其他条件相同的情况下，太阳粒子似乎是比闪电更有效的能源。但其他一切可能都不平等，Airapetian建议。米勒和尤里认为，闪电在“温暖的小池塘”时代和今天一样普遍。但是，来自由上升的暖空气形成的雷云的闪电在30%的暗日下会更罕见。
“在寒冷的条件下，你永远不会有闪电，早期的地球在相当微弱的阳光下，”Airapetian说。“这并不是说它不可能来自闪电，但现在闪电似乎不太可能，太阳粒子似乎更有可能。
这些实验表明，我们活跃的年轻太阳可能比以前假设的更容易催化生命的前体，也许更早。
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