I vardagen, ultraviolett, eller UV, ljus får ett dåligt rykte för att vara ansvarigt för solbränna och andra skadliga effekter på människor. Dock, forskning tyder på att UV-ljus kan ha spelat en avgörande roll i uppkomsten av liv på jorden och kan vara en nyckel för var man kan leta efter liv någon annanstans i universum.

En ny studie av Sukrit Ranjan vid Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics (CfA) i Cambridge, Massa., och kollegor föreslår att röda dvärgstjärnor kanske inte avger tillräckligt med UV-ljus för att kickstarta de biologiska processer som vår planet är mest bekanta med. Till exempel, vissa nivåer av UV kan vara nödvändiga för bildandet av ribonukleinsyra, en molekyl som är nödvändig för alla former av känt liv.

"Det skulle vara som att ha en vedhög och tända och vilja elda, men inte ha en match, ", sa Ranjan. "Vår forskning visar att rätt mängd UV-ljus kan vara en av tändstickorna som får livet som vi känner det att antändas."

Denna forskning är inriktad på studiet av röda dvärgstjärnor, som är mindre och mindre massiva än solen, och planeterna som kretsar kring dem. Nyligen, flera planetsystem med potentiella beboeliga zoner, där flytande vatten kan finnas, har upptäckts runt röda dvärgar inklusive Proxima Centauri, TRAPPIST-1, och LHS 1140.

Med hjälp av datormodeller och de kända egenskaperna hos röda dvärgar, författarna uppskattar att ytan på steniga planeter i de potentiellt beboeliga zonerna runt röda dvärgar skulle uppleva 100 till 1, 000 gånger mindre av det ultravioletta ljuset som kan vara viktigt för livets uppkomst än vad den unga jorden skulle ha. Kemi som är beroende av UV-ljus kan stängas av vid så låga nivåer, och även om det fortsätter, den skulle kunna fungera mycket långsammare än på den unga jorden, eventuellt försenar livets tillkomst.

"Det kan vara en fråga om att hitta den söta platsen, " sa medförfattare Robin Wordsworth från Harvard School of Engineering and Applied Science. "Det måste finnas tillräckligt med ultraviolett ljus för att utlösa bildandet av liv, men inte så mycket att det eroderar och tar bort planetens atmosfär."

Tidigare studier har visat att de röda dvärgstjärnorna i system som TRAPPIST-1 kan få ett utbrott med dramatiska flammor i UV. Om blossarna levererar för mycket energi, de kan allvarligt skada atmosfären och skada livet på omgivande planeter. Å andra sidan, dessa UV-ljus kan ge tillräckligt med energi för att kompensera för de lägre nivåerna av UV-ljus som stadigt produceras av stjärnan.

"Vi har fortfarande mycket arbete att göra i laboratoriet och på andra ställen för att fastställa hur faktorer, inklusive UV, spela in i frågan om livet, " sa medförfattaren Dimitar Sasselov, även av CfA. "Också, vi måste avgöra om liv kan bildas vid mycket lägre UV-nivåer än vi upplever här på jorden."

Det finns ett intensivt intresse för att undersöka dessa frågor eftersom röda dvärgstjärnor ger några av de mest övertygande kandidaterna för att upptäcka förmodade planeter med liv, inklusive de som nämns ovan. När teleskop som James Webb Space Telescope och Giant Magellan Telescope kommer online under kommande år, forskare behöver så mycket information som möjligt för att välja ut de bästa målen i deras sökande efter liv utanför vårt solsystem.

En begränsning av dessa studier är att vi bara känner till ett exempel där liv bildades på en planet, jorden, och även här är vi inte säkra på exakt hur livet uppstod. Om liv finns på en röd dvärgs planet, det kan innebära en väg till livets ursprung som är mycket annorlunda än vad vi tror kan ha utspelat sig på jorden.

Dessa resultat publicerades den 10 juli, 2017 års nummer av The Astrofysisk tidskrift och är tillgängliga online.