Astronomul Petrus Martens de la Universitatea de Stat din Georgia (SUA) consideră că Soarele era mai greu în vremurile antice decât astăzi. Acest lucru a permis tinerei stele să strălucească la fel de puternic ca în prezent și să ofere condiții de locuit pe Pământ și pe Marte. Până acum, lumina a devenit mai ușoară. Cercetările, disponibile la biblioteca electronică de preimprimare arXiv.org, abordează paradoxul slab și tânăr al soarelui. Vom vorbi mai jos despre istoria vieții luminatorului.
Tânărul Soare a apărut în urmă cu aproximativ 4,5 miliarde de ani ca obiect principal de secvență. Conform teoriei standard a evoluției stelare din timpuri străvechi, Soarele era cu aproximativ 30% mai slab decât este astăzi. Rămâne un mister cum, cu o stea atât de slabă, tânărul Pământ era suficient de cald pentru a-și asigura suprafața cu apă lichidă. Această contradicție este numită paradoxul tânărului slab tânăr.
Paradoxul este relevant și pentru Marte, pe care mările și oceanele de apă lichidă au existat de sute de milioane de ani, deși Planeta Roșie primește aproximativ jumătate din cantitatea de lumină solară pe care o face Pământul.
Datele geologice indică faptul că apa a apărut devreme pe Pământ și pe Marte. Trecutul Soarelui poate fi învățat prin observarea altor stele din secvența principală. Simulările indică faptul că stelele de tip spectral G, de care aparține lumina cea mai apropiată de Pământ, precum și obiectele din clasele K și M, nu se dezvoltă prea repede, iar zona de locuit în jurul unor astfel de stele se deplasează treptat spre exterior.
S-a propus ca paradoxul tânărului soare slab să fie rezolvat în mai multe moduri. Motivul pentru încălzirea atmosferei planetei a fost un puternic efect de seră din dioxid de carbon sau metan, energie geotermală din cea mai caldă inițială decât astăzi, miezul Pământului, albedoul Pământului mai mic în antichitate, viața dezvoltându-se într-un mediu rece sub o placă de gheață de 200 de metri grosime, chiar și o variantă cu constanta gravitationala variabila.
Marte în antichitate (așa cum și-a imaginat artistul)
Martens consideră că majoritatea acestor explicații au defecte grave. De exemplu, nu este clar când ar trebui să se oprească efectul de seră, astfel încât ceea ce s-a întâmplat pe Venus, a cărui atmosferă este atât de fierbinte încât viața este practic imposibilă în ea, să nu se întâmple. În plus, nu s-au găsit încă urme suficiente de exces de dioxid de carbon în probele geologice antice.
Martens crede că multe explicații ale paradoxului tânărului soare iau în considerare doar procesele care au loc pe Pământ și nu pe Marte și nu sugerează o explicație a acestei contradicții pentru alte sisteme planetare. În acest sens, astronomul american a decis să reamintească vechea, dar nepopulară ipoteză de astăzi, potrivit căreia Soarele antic era mai masiv decât în prezent.
Video promotional:
Un luminar aparținând aceleiași clase spectrale emite mai multă energie, cu atât este mai grea. Aceasta înseamnă că, dacă în vremurile străvechi Soarele la dimensiunea sa actuală era cu 30 la sută mai slabă, este posibil să se calculeze cât de mult steaua cea mai apropiată de Pământ era mai grea să strălucească așa cum o face astăzi.
În urmă cu aproximativ trei miliarde de ani, conform estimărilor omului de știință, steaua a pierdut aproximativ 0,0000000000075 din masa sa în fiecare an (aproximativ trei procente din masa inițială de peste trei miliarde de ani de existență); în prezent, această valoare este cu două ordine de mărime mai mică și este nesemnificativă pentru luarea în considerare a schimbării luminozității stelei. Omul de știință a ajuns la astfel de concluzii, după ce a atras atenția asupra faptului că în timp Soarele și majoritatea acestor stele își încetinesc rotația.
Potrivit autorului, acest lucru se datorează pierderii masei lor de către Soare și stele similare (când se respectă legea conservării impulsului unghiular). De exemplu, marele companion al stelei binare 70 Ophiuchus este de aproximativ 1,1 ori mai ușor decât Soarele, are o vechime de 0,8 miliarde de ani și devine mai ușor cu o rată de 0,000000000003 de mase solare pe an. Pentru ca planetele locale să aibă condiții adecvate existenței apei lichide, un astfel de regim de pierdere a masei trebuie menținut timp de aproximativ 2,4 miliarde de ani.
Glaciațiile antice pline ale Pământului, care sunt înlocuite de topirea apei, explică Martens într-un mod destul de prozaic - activitatea vulcanică, alături de care gazele cu efect de seră intră în atmosferă, precum și feedback-ul pozitiv.
Soarele
Pierderea masei lor de către Soare și luminatoare asemănătoare în vremurile străvechi ar fi trebuit să fie însoțită de apariția vânturilor solare (stelare) stabile și puternice. Soarele modern nu produce astfel de emisii de materie. Se poate părea că steaua nu a avut niciun motiv să facă acest lucru înainte, așa că ipoteza unui Soare antic masiv este nepopulară. Martens consideră că nu este așa: rata actuală de pierdere a masei de către Soare nu este suficientă pentru a încetini de la primele patru până la cinci zile până la cele 26 de zile actuale.
Punctul de vedere al lui Martens nu explică modul în care ar trebui păstrată viața pe o planetă iradiată de vânturile stelare puternice. Între timp, explicațiile paradoxului tânărului Soare, bazate pe efectul de seră, nu își pierd relevanța, mai mult, în timp, aceste teorii sunt completate.
De exemplu, nu numai vulcanii, ci și asteroizii pot lua parte la umplerea atmosferei Pământului cu dioxid de carbon și metan. Deci, oamenii de știință au creat un nou model de eliberare de gaze pe Pământ, care a demonstrat puterea suficientă a efectului de seră pentru existența oceanelor lichide deja în primele etape ale dezvoltării planetei, în condiții de lumină slabă. Spre deosebire de studiile anterioare, care oferă, de asemenea, o posibilă explicație pentru prezența apei lichide pe Pământul antic folosind degazarea vulcanică (eliberarea de gaze cu efect de seră în atmosferă în timpul erupțiilor vulcanice), noua lucrare ia în considerare bombardamentul activ al planetei de către asteroizi.
Ajungând la o sută de kilometri în diametru, aceste corpuri cerești, atunci când cad pe Pământ, provoacă topirea unor volume mari de roci, creând uriașe lacuri de lavă. Pe măsură ce se răcesc, eliberează suficient dioxid de carbon și astfel încălzesc atmosfera. Bombardarea planetei, potrivit oamenilor de știință, a dus la eliberarea de sulf din intestinele sale, care este necesară pentru formarea vieții organice.
