Forskare har identifierat en grupp planeter utanför vårt solsystem där samma kemiska förhållanden som kan ha lett till liv på jorden existerar.

Forskarna, från University of Cambridge och Medical Research Council Laboratory of Molecular Biology (MRC LMB), fann att chanserna för liv att utvecklas på ytan av en stenig planet som jorden är kopplade till ljusets typ och styrka som avges av dess värdstjärna.

Deras studie, publicerad i tidningen Vetenskapliga framsteg , föreslår att stjärnor som avger tillräckligt med ultraviolett (UV) ljus skulle kunna sätta igång livet på sina kretsande planeter på samma sätt som det sannolikt utvecklades på jorden, där UV -ljuset driver en rad kemiska reaktioner som producerar livets byggstenar.

Forskarna har identifierat en rad planeter där UV -ljuset från deras värdstjärna är tillräckligt för att dessa kemiska reaktioner ska äga rum, och som ligger inom det beboeliga intervall där flytande vatten kan finnas på planetens yta.

"Detta arbete gör att vi kan begränsa de bästa platserna att söka efter liv, "sa doktor Paul Rimmer, en postdoktor med en gemensam anslutning vid Cambridge's Cavendish Laboratory och MRC LMB, och tidningens första författare. "Det för oss bara lite närmare att ta upp frågan om vi är ensamma i universum."

Det nya papperet är resultatet av ett pågående samarbete mellan Cavendish Laboratory och MRC LMB, samla organisk kemi och exoplanetforskning. Det bygger på professor John Sutherlands arbete, en medförfattare till den aktuella artikeln, som studerar det kemiska ursprunget för liv på jorden.

I en artikel publicerad 2015 Professor Sutherlands grupp vid MRC LMB föreslog att cyanid, även om det är ett dödligt gift, var i själva verket en viktig ingrediens i den ur soppa som allt liv på jorden härstammade från.

I denna hypotes, kol från meteoriter som smällde in i den unga jorden interagerade med kväve i atmosfären för att bilda vätecyanid. Vätecyaniden regnade till ytan, där det interagerade med andra element på olika sätt, drivs av UV -ljuset från solen. Kemikalierna som produceras från dessa interaktioner genererade byggstenarna i RNA, den nära släktingen till DNA som de flesta biologer tror var den första molekylen i livet som bar information.

I laboratoriet, Sutherlands grupp återskapade dessa kemiska reaktioner under UV -lampor, och genererade föregångare till lipider, aminosyror och nukleotider, som alla är viktiga komponenter i levande celler.

"Jag stötte på dessa tidigare experiment, och som astronom, min första fråga är alltid vilken typ av ljus du använder, som de som kemister inte riktigt hade tänkt på, "sa Rimmer." Jag började mäta antalet fotoner som släpptes ut från deras lampor, och insåg sedan att att jämföra detta ljus med ljuset från olika stjärnor var ett enkelt nästa steg. "

De två grupperna utförde en rad laboratorieexperiment för att mäta hur snabbt byggstenar i livet kan bildas av vätecyanid och svavelvätejoner i vatten när de utsätts för UV -ljus. De utförde sedan samma experiment i frånvaro av ljus.

"Det finns kemi som händer i mörkret:det är långsammare än kemin som händer i ljuset, men det är där, "sade seniorförfattaren professor Didier Queloz, även från Cavendish Laboratory. "Vi ville se hur mycket ljus det skulle ta för ljuskemin att vinna över den mörka kemin."

Samma experiment som kördes i mörkret med vätecyanid och svavelväte resulterade i en inert förening som inte kunde användas för att bilda livets byggstenar, medan experimentet som utfördes under lamporna resulterade i de nödvändiga byggstenarna.

Forskarna jämförde sedan ljuskemin med den mörka kemin mot UV -ljus från olika stjärnor. De ritade mängden UV -ljus som är tillgängligt för planeter i omloppsbana runt dessa stjärnor för att avgöra var kemin kan aktiveras.

De fann att stjärnor runt samma temperatur som vår sol avgav tillräckligt med ljus för att livets byggstenar ska ha bildats på planets ytor. Coola stjärnor, å andra sidan, producerar inte tillräckligt med ljus för att dessa byggstenar ska kunna bildas, förutom om de ofta har kraftfulla solstrålar för att störa kemin framåt steg för steg. Planeter som både får tillräckligt med ljus för att aktivera kemin och kan ha flytande vatten på sina ytor finns i vad forskarna har kallat abiogeneszonen.

Bland de kända exoplaneterna som finns i abiogeneszonen finns flera planeter som detekteras av Kepler -teleskopet, inklusive Kepler 452b, en planet som har fått smeknamnet Jordens 'kusin', även om det är för långt bort för att undersöka med nuvarande teknik. Nästa generations teleskop, som NASA:s TESS och James Webb -teleskop, kommer förhoppningsvis att kunna identifiera och potentiellt karakterisera många fler planeter som ligger inom abiogeneszonen.

Självklart, det är också möjligt att om det finns liv på andra planeter, att den har eller kommer att utvecklas på ett helt annat sätt än den gjorde på jorden.

"Jag är inte säker på hur kontingent livet är, men med tanke på att vi bara har ett exempel hittills, det är vettigt att leta efter platser som är mest lik oss, "sa Rimmer." Det finns en viktig skillnad mellan vad som är nödvändigt och vad som är tillräckligt. Byggstenarna är nödvändiga, men de kanske inte är tillräckliga:det är möjligt att du kan blanda dem i miljarder år och ingenting händer. Men du vill åtminstone titta på de platser där de nödvändiga sakerna finns. "

Enligt de senaste uppskattningarna, det finns så många som 700 miljoner biljoner markplaneter i det observerbara universum. "Få en uppfattning om vilken bråkdel som har varit, eller kan vara, förberedd för livet fascinerar mig, "sa Sutherland." Naturligtvis, att vara grundad för livet är inte allt och vi vet fortfarande inte hur troligt livets ursprung är, även under gynnsamma omständigheter - om det verkligen är osannolikt kan vi vara ensamma, men om inte, vi kan ha sällskap. "