Слънце на диета NZZ

Централната ни звезда беше по-тежка, когато се роди, отколкото днес. Това казват учените, които търсят обяснение за произхода на живота.

Когато тя се роди преди 4,5 милиарда години, слънцето отслабна. Тогава централната ни звезда излъчва 30 процента по-малко енергия от днешната. Така че би трябвало да е силно студено на земята - твърде студено, за да съществува течна вода на повърхността и по този начин животът да се развива. И все пак има геоложки доказателства, че океаните са съществували на младата Земя преди 4,4 милиарда години. Още повече: Дори на Марс, по-далеч от Слънцето, в ранните дни на Слънчевата система е имало течна вода.

Когато тя се роди преди 4,5 милиарда години, слънцето отслабна. Тогава централната ни звезда излъчваше 30 процента по-малко енергия, отколкото днес. На земята би трябвало да е много студено - твърде студено, за да съществува течна вода на повърхността и по този начин да се развива животът. И все пак има геоложки доказателства, че океаните са съществували на младата Земя преди 4,4 милиарда години. Още повече: Дори на Марс, по-далеч от Слънцето, в ранните дни на Слънчевата система е имало течна вода.

Още през 1972 г. американският астроном Карл Сейгън посочи този „парадокс на слабото слънце“. Но в началото той едва ли предизвика интереса на колегите си изследователи. Защото ще има някакво просто решение за този проблем, според преобладаващото мнение. Може би силен парников ефект затопля земята, може би има по-малко облаци и в резултат по-малко слънчева радиация се отразява в космоса.

Ето как го вижда изследователят на слънцето Арнолд Бенц от ETH Цюрих: "Подозирам, че това е парадокс на топлата земя, а не проблем на слънцето." Според него наблюденията на стотици звезди, подобни на Слънцето, потвърждават, че еволюционните модели на нашата централна звезда са „много близки до реалността“. За разлика от него, Бенц вижда много свобода в развитието на атмосферите на планетите. „От няколко години познаваме млади планети и атмосферата им не е добре позната. Преди всичко не е ясно колко парникови газове съдържат те. "

Но досега всички опити да се обясни младата топла земя с различен химичен състав на атмосферата са срещали проблеми. Моделите на ранния климат на Земята показват, че намаляването на облачността не е достатъчно за размразяване на океаните. И прецизните анализи на праисторическите утайки показват, че в атмосферата няма достатъчно висока концентрация на парникови газове. И има още един сериозен аргумент срещу решението за оранжерията и облака: В никакъв случай не могат да обяснят топлия период на Марс.

Така че може би изобщо не е земята, която е била различна в ранните дни на Слънчевата система, отколкото е днес, а слънцето. През последните години отделни изследователи многократно са се опитвали да обърнат общоприетия модел на слънцето, за да разрешат проблема. Идеята беше, че ако слънцето беше малко по-тежко в началото, то щеше да излъчва повече радиация и да затопли достатъчно Земята и Марс.

Stein Sigurdsson от Penn State University смята, че е време да се преразгледа този подход. „Днес знаем много повече за слънцето“, казва астрофизикът. «Хелиосеизмологията - измерването на нейните вибрации - ни предоставя информация за нейната вътрешна структура. Имаме по-точни данни за радиационната пропускливост на външните им слоеве. И ние разбираме слънчевия вятър много по-добре. " Sigurdsson подава цялата тази информация в компютърен модел на еволюцията на нашето слънце.

Като част от изследователски проект, финансиран от НАСА, ученият се надява да намери модел на слънцето, който да съответства на топла земя. Възможният диапазон на масата за ранното слънце е тесен - възможно е с 2 до 5 процента по-голяма маса от днес, казва Сигурдсон. Ако е по-малко, слънчевата енергия не се увеличава достатъчно; ако е повече, слънцето се превръща в значително различна звезда. Трудната част от симулациите е да се отървем от излишната маса в правилната времева рамка със силен слънчев вятър, без този поток от материя да противоречи на други данни от наблюдения.

Понастоящем слънчевият вятър е толкова слаб, че би пренесъл само 0,05 процента от масата в космоса през целия живот на нашата централна звезда. Наблюдението на млади, подобни на слънце звезди показва, че звездите изпускат повече материя в космоса малко след формирането си, отколкото когато са по-възрастни. Колко силен е бил слънчевият вятър в ранните дни и за колко време е духал по-силно е противоречиво.

За да не противоречи на други данни, слънцето би трябвало да загуби своето младо наднормено тегло в рамките на няколкостотин милиона години. Това изисква слънчев вятър, който е около хиляда пъти по-силен от днешния. Сигурдсон все още не знае дали подобно нещо е възможно в реалистичен слънчев модел. Но все още има достатъчно параметри за адаптиране на модела: например точния химичен състав на оригиналната слънчева материя или ролята на турбулентността вътре в слънцето.

Сигурдсон също се надява, че първоначално по-голямата маса и силният слънчев вятър са оставили следи, които могат да бъдат доказани и днес. Може би моделите му показват, че първоначално по-голямата маса е имала дългосрочен ефект върху вътрешната структура на слънцето. И това би могло да се определи с точни хелиосеизмологични наблюдения. „Може би - казва изследователят, - ядрото на слънцето ни дава решаваща улика“.