Astronom Petrus Martens fra Georgia State University (USA) mener at solen var tyngre i eldgamle tider enn i dag. Dette tillot den unge stjernen å skinne så sterkt som den gjør i dag og gi levelige forhold på jorden og Mars. Nå har lyset blitt lettere. Forskning, tilgjengelig fra arXiv.org elektronisk preprint-bibliotek, adresserer det svake unge solparadokset. Vi vil fortelle deg om historien til lysarmaturen nedenfor.
Den unge solen dukket opp for rundt 4,5 milliarder år siden som et hovedsekvensobjekt. I henhold til standardteorien om stjernevolusjon i eldgamle tider var solen omtrent 30 prosent svakere enn den er i dag. Det er fortsatt et mysterium hvordan den unge jorden med en så svak stjerne var varm nok til å gi overflaten flytende vann. Denne motsetningen kalles det svake unge solparadokset.
Paradokset er også relevant for Mars, hvor hav og hav av flytende vann eksisterte i hundrevis av millioner av år, selv om den røde planeten mottar omtrent halvparten av mengden sollys som jorden gjør.
Geologiske data indikerer at vann dukket opp tidlig på jorden og Mars. Solens fortid kan læres ved å observere andre stjerner i hovedsekvensen. Simuleringer indikerer at stjerner av spektraltypene G, som lysstrømmen nærmest jorden tilhører, så vel som objekter av klasse K og M, ikke utvikler seg for raskt, og beboelsessonen rundt slike stjerner forskyves gradvis utover.
Paradokset for den svake unge solen har blitt foreslått løst på flere måter. Årsaken til oppvarming av planetens atmosfære var en sterk drivhuseffekt fra karbondioksid eller metan, geotermisk energi fra det opprinnelig varmere enn i dag, jordens kjerne, jordens nedre albedo i antikken, livet utviklet seg i et kaldt miljø under et 200 meter tykt isark, til og med en variant med variabel gravitasjonskonstant.
Mars i eldgamle tider (som kunstneren forestilte seg)
Martens mener at de fleste av disse forklaringene har alvorlige feil. For eksempel er det uklart når drivhuseffekten skal stoppe, slik at det som skjedde på Venus, hvis atmosfære er så varm at livet er praktisk talt umulig i det, ikke skjer. I tillegg har det ikke blitt funnet tilstrekkelig spor av overflødig karbondioksid i gamle geologiske prøver.
Martens mener at mange forklaringer på paradokset til den unge solen bare tar hensyn til prosessene som skjer på jorden, og ikke på Mars, og antyder ikke en forklaring på denne motsetningen for andre planetariske systemer. I denne forbindelse bestemte den amerikanske astronomen seg for å huske den gamle, men upopulære hypotesen i dag, ifølge hvilken den gamle solen var mer massiv enn i dag.
Kampanjevideo:
Et lys som tilhører samme spektralklasse avgir mer energi, jo tyngre er det. Dette betyr at hvis solen i sin tid var 30 prosent svakere i antikken, er det mulig å beregne hvor mye stjernen nærmest jorden var tyngre å skinne som den gjør i dag.
For rundt tre milliarder år siden, ifølge vitenskapsmannens estimater, mistet stjernen omtrent 0,000000000000075 av massen hvert år (omtrent tre prosent av den opprinnelige massen i tre milliarder år av tilværelsen) for øyeblikket er denne verdien to størrelsesordener lavere og er ubetydelig for å ta hensyn til endringen i lysstyrken til stjernen. Forskeren kom til slike konklusjoner, etter å ha gjort oppmerksom på at solen og de fleste av disse stjernene over tid bremser rotasjonen.
Ifølge forfatteren skyldes dette tapet av massen av solen og lignende stjerner (når loven om bevaring av vinkelmoment er oppfylt). For eksempel er den store følgesvennen til den binære 70 Ophiuchus omtrent 1,1 ganger lettere enn solen, er 0,8 milliarder år gammel og blir lettere med en hastighet på 0,00000000000003 solmasser per år. For at lokale planeter skal ha forhold som passer for eksistensen av flytende vann, må et slikt regime med massetap opprettholdes i omtrent 2,4 milliarder år.
De eldgamle isbreene på jorden, som blir erstattet av smeltende vann, forklarer Martens på en ganske prosaisk måte - vulkansk aktivitet, sammen med hvilke klimagasser kommer inn i atmosfæren, samt positive tilbakemeldinger.
Solen
Tap av massene av solen og lignende lysarmaturer i eldgamle tider burde ha vært ledsaget av fremveksten av stabil og sterk solvind (stjernevind). Den moderne solen produserer ikke slike utslipp av materie. Det kan virke som at stjernen ikke hadde noen grunn til å gjøre dette før, så hypotesen om en eldgammel massiv sol er upopulær. Martens mener at dette ikke er tilfelle: Solens nåværende massetap er ikke nok til å bremse fra de første fire til fem dagene til de nåværende 26 dagene.
Martens synspunkt forklarer ikke hvordan liv skal bevares på en planet bestrålet av sterke stjernevind. I mellomtiden mister ikke forklaringer av paradokset til den unge solen, basert på drivhuseffekten, deres relevans, dessuten suppleres disse teoriene over tid.
For eksempel kan ikke bare vulkaner, men også asteroider delta i å fylle jordens atmosfære med karbondioksid og metan. Så, forskere har laget en ny modell for gassutslipp på jorden, som demonstrerte tilstrekkelig styrke av drivhuseffekten for eksistensen av flytende hav allerede i de tidlige stadiene av planets utvikling, i dårlige lysforhold. I motsetning til tidligere studier, som også gir en mulig forklaring på tilstedeværelsen av flytende vann på den eldgamle jorden ved hjelp av vulkansk avgassing (frigjøring av klimagasser i atmosfæren under vulkanutbrudd), tar det nye arbeidet hensyn til aktiv bombardering av planeten av asteroider.
Når de når hundre kilometer i diameter, forårsaker disse himmellegemene at de smelter store mengder bergarter når de faller til jorden, og skaper enorme lavasjøer. Når de avkjøles, frigjør de nok karbondioksid og varmes dermed opp atmosfæren. Bombingen av planeten førte ifølge forskere til frigjøring av svovel fra tarmene, noe som er nødvendig for dannelsen av organisk liv.
