Upphetsningen om exoplaneter sköt i höjden när steniga jordliknande planeter upptäcktes kretsande i den beboeliga zonen för några av våra närmaste stjärnor – tills förhoppningarna om liv grusades av de höga strålningsnivåerna som bombarderade dessa världar.

Proxima-b, bara 4,24 ljusår bort, tar emot 250 gånger mer röntgenstrålning än jorden och kan uppleva dödliga nivåer av ultraviolett strålning på sin yta. Hur kunde livet överleva ett sådant bombardement? Cornell University astronomer säger att livet redan har överlevt denna typ av våldsam strålning, och de har bevis:du.

Lisa Kaltenegger och Jack O'Malley-James gör sitt fall i en ny tidning, publiceras i Månatliga meddelanden från Royal Astronomical Society . Kaltenegger är docent i astronomi och chef för Cornells Carl Sagan Institute, där O'Malley-James är forskningsassistent.

Allt liv på jorden idag har utvecklats från varelser som trivdes under ett ännu större UV-strålningsangrepp än Proxima-b, och andra närliggande exoplaneter, för närvarande uthärda. Jorden för 4 miljarder år sedan var kaotisk, bestrålade, het röra. Men trots detta, livet fick på något sätt fäste och expanderade sedan.

Samma sak kan hända just i detta ögonblick på några av de närmaste exoplaneterna, enligt Kaltenegger och O'Malley-James. Forskarna modellerade yt-UV-miljöerna för de fyra exoplaneter närmast jorden som är potentiellt beboeliga:Proxima-b, TRAPPIST-1e, Ross-128b och LHS-1140b.

Dessa planeter kretsar kring små röda dvärgstjärnor som, till skillnad från vår sol, blossa ofta, badar sina planeter i UV-strålning med hög energi. Även om det är okänt exakt vilka förhållanden som råder på ytan av planeterna som kretsar kring dessa vidsträckta stjärnor, det är känt att sådana bloss är biologiskt skadliga och kan orsaka erosion i planetariska atmosfärer. Höga nivåer av strålning gör att biologiska molekyler som nukleinsyror muterar eller till och med stängs av.

O'Malley-James och Kaltenegger modellerade olika atmosfäriska kompositioner, från sådana som liknar dagens jord till "eroderade" och "anoxiska" atmosfärer - de med mycket tunn atmosfär som inte blockerar UV-strålning bra och de utan skydd av ozon, respektive. Modellerna visar att när atmosfären förtunnas och ozonnivåerna minskar, mer högenergisk UV-strålning når marken. Forskarna jämförde modellerna med jordens historia, från nästan 4 miljarder år sedan till idag.

Även om de modellerade planeterna får högre UV-strålning än den som sänds ut av vår egen sol idag, detta är betydligt lägre än vad jorden fick för 3,9 miljarder år sedan.

"Med tanke på att den tidiga jorden var bebodd, " skrev forskarna, "Vi visar att UV-strålning inte bör vara en begränsande faktor för beboeligheten hos planeter som kretsar kring M-stjärnor. Våra närmaste grannvärldar förblir spännande mål för sökandet efter liv bortom vårt solsystem."

En motsatt fråga uppstår för planeter som kretsar kring inaktiva M-stjärnor där strålningsflödet är särskilt lågt:Kräver livets utveckling de höga strålningsnivåerna från den tidiga jorden?

För att bedöma den potentiella beboeligheten för världar med varierande strålningsinflöde, forskarna bedömde dödligheten vid olika UV-våglängder hos extremofilen Deinococcus radiodurans, en av de mest strålningsresistenta organismerna som är kända.

Alla våglängder av UV-strålning är inte lika skadliga för biologiska molekyler:t.ex. skriver forskarna, "en dos av UV-strålning vid 360 [nanometer] skulle behöva vara tre storleksordningar högre än en stråldos vid 260 [nanometer] för att producera liknande dödlighet i en population av denna organism."

Många organismer på jorden använder överlevnadsstrategier – inklusive skyddande pigment, biofluorescens, och lever under jord, vatten eller sten – för att klara av höga nivåer av strålning som skulle kunna imiteras av liv på andra världar, konstaterar forskarna. Liv under ytan skulle vara svårare att hitta på avlägsna planeter utan den typ av atmosfäriska biosignaturer som teleskop kan upptäcka.

"Livets historia på jorden ger oss en mängd information om hur biologi kan övervinna utmaningarna i miljöer som vi skulle tänka oss som fientliga, " sa O'Malley-James.

Kaltenegger sa:"Vår forskning visar att i jakten på liv i andra världar, våra närmaste världar är fascinerande mål att utforska."