Los primeros años de nuestra estrella fueron muy inestables y tormentosos, y efectivamente nuevas evidencias muestran que estas tempestades pueden haber sido la clave para la siembra de la vida tal como la conocemos.

Hace aproximadamente unos 4.000 millones de años, el sol brillaba con sólo alrededor de tres cuartas partes del brillo que vemos hoy en día, pero su superficie se agitaba con erupciones gigantes expulsando enormes cantidades de material solar y radiación hacia el espacio.

Estas explosiones solares potentes pueden haber proporcionado la energía crucial necesaria para calentar la Tierra. Las erupciones también pueden haber proporcionado la energía necesaria para convertir moléculas simples en complejas, tales como el ARN y ADN que eran necesarios para la vida. Son las conclusiones de una investigación publicada en la revista Nature Geoscience por un equipo de científicos de la NASA.

La comprensión de lo que era necesario para la vida en nuestro planeta nos ayuda tanto a rastrear los orígenes de la vida en la Tierra como a guiar la búqueda de vida en otros planetas. Hasta ahora, sin embargo, conocer completamente la evolución en la Tierra se ha visto obstaculizado por el simple hecho de que el joven sol no era lo suficientemente luminoso para calentar la Tierra.

«En aquel entonces, la Tierra recibe sólo el 70 por ciento de la energía del sol que en la actualidad», dijo Vladimir Airapetian, autor principal del artículo y científico solar en el Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA en Greenbelt, Maryland.

Los científicos son capaces de reconstruir la historia del sol mediante la búsqueda de estrellas similares en nuestra galaxia. Mediante la colocación de estas estrellas similares al Sol de acuerdo a su edad, las estrellas aparecen como una línea de tiempo funcional de cómo evolucionó nuestro propio sol. Es a partir de este tipo de datos cómo los científicos saben que el sol era más débil hace 4.000 millones de años. Dichos estudios también muestran que las estrellas jóvenes con frecuencia producen potentes llamaradas gigantes – estallidos de luz y radiación – similares a las antorchas que vemos en nuestro propio sol de hoy. Tales erupciones suelen ir acompañados de enormes nubes de material solar, llamadas eyecciones de masa coronal o CME, que entran en erupción en el espacio.

La misión Kepler de la NASA encontró estrellas que se asemejan a nuestro sol unos pocos millones de años después de su nacimiento. Los datos de Kepler mostraron muchos ejemplos de lo que se llama enormes explosiones tan raras hoy en día que sólo experimentamos una vez cada 100 años más o menos. Sin embargo, los datos de Kepler también muestran que estos jóvenes soles producen hasta diez al día.

Aunque nuestro sol todavía produce llamaradas y CMEs, no son tan frecuentes o intensas. Lo que es más, la Tierra hoy en día tiene un fuerte campo magnético que ayuda a evitar que la mayor parte de la energía de tal clima espacial llegue a la Tierra. El clima espacial puede, sin embargo, alterar significativamente una burbuja magnética alrededor de nuestro planeta, la magnetosfera, un fenómeno que se conoce como tormentas geomagnéticas que pueden afectar a las comunicaciones de radio y los satélites en el espacio. También crea auroras – más a menudo en una zona estrecha cerca de los polos, donde los campos magnéticos de la Tierra se inclinan a tocar el planeta.

Nuestra Tierra joven, sin embargo, tenía un campo magnético más débil, con una huella mucho más ancha cerca de los polos. «Y a medida que las partículas bajaron por las líneas de campo magnético, habrían chocado contra las moléculas de nitrógeno abundantes en la atmósfera. El cambio de la química de la atmósfera resulta que ha significado toda la diferencia para la vida en la Tierra.»

La atmósfera de la Tierra primitiva era también diferente de lo que es ahora: El nitrógeno molecular – es decir, dos átomos de nitrógeno unidos entre sí en una molécula – componía por el 90 por ciento de la atmósfera, en comparación con sólo el 78 por ciento en la actualidad. A medida que las partículas energéticas cayeron sobre estas moléculas de nitrógeno, impacto que se dividió en átomos de nitrógeno individuales. Ellos, a su vez, chocaron con dióxido de carbono, separaron sus moléculas en monóxido de carbono y oxígeno.

El nitrógeno de libre flotación y el oxígeno se combinaron en óxido nitroso, que es un potente gas de efecto invernadero. Cuando se trata de calentamiento de la atmósfera, el óxido nitroso es 300 veces más potente que el dióxido de carbono. Cálculos de los equipos muestran que si la atmósfera primitiva albergó menos de uno por ciento más cantidad de óxido nitroso que de dióxido de carbono, bastaría para calentar el planeta lo suficiente para que exista agua líquida.

Este flujo constante recién descubierto de partículas solares a la Tierra primitiva pudo haber hecho algo más que calentar el ambiente, sino que también puede haber proporcionado la energía necesaria para hacer productos químicos complejos. En un planeta con moléculas simples dispersas, se necesita una gran cantidad de energía de entrada para crear moléculas complejas tales como ARN y ADN que eventualmente sembraron la vida.

Mientras suficiente energía parece ser de gran importancia para un planeta en desarrollo, un exceso también sería un problema – una cadena constante de erupciones solares que producen una lluvia de radiación de partículas puede ser muy perjudicial. Tal avalancha de nubes magnéticas puede arruinar la atmósfera de un planeta si la magnetosfera es demasiado débil. La comprensión de este tipo de eventos ayudará a los científicos a determinar qué tipo de estrellas y qué tipo de planetas podría ser hospitalario para la vida. «Eso significa que la Tierra debería haber sido una bola helada. En su lugar, la evidencia geológica dice que era un globo caliente con agua líquida. A esto le llamamos la Paradoja del Joven y Débil Sol. Nuestra nueva investigación demuestra que las tormentas solares podrían haber sido claves para el calentamiento de la Tierra.»