Ученые считают, что давным-давно наше Солнце было больше

Стандартные космологические модели предсказывают, что в ранней истории наше Солнце было значительно менее ярким, тем не менее Земля не превратилась в ледяную планету

Единственным логичным объяснением является то, что Солнце было значительно большего размера, поэтому его «тусклость» не отразилась на жизни нашей планеты.

Большинство звезд имеет тенденцию увеличиваться в яркости, когда они становятся старше. Это происходит из-за их ядер, которые становятся более плотными и поэтому более горячими. Если исходить из этой модели, можно предположить, что наше Солнце было на 30 процентов более тусклым 4,5 миллиарда лет назад.

«Тусклое молодое Солнце - это парадокс, потому что тогда температуры на Земле и Марсе были бы слишком холодными для существования жидкой воды», - сказал Стейнн Сигердссон из Государственного университета Пенсильвании.

Но данные, основанные на анализе древних скалистых пород, свидетельствуют, что на Земле были жидкие океаны уже 4,4 миллиарда лет назад, и по некоторым оценкам, на Марсе также было тепло и была вода 4 миллиарда лет назад.

Решение парникового эффекта

«Существует гипотеза, которая говорит о массивном молодом Солнце. Она не получила широкого признания в традиционных кругах научного сообщества», - сказала Рену Малхотра из Аризонского университета. Она говорит, что гипотеза выглядит слишком легким решением этой проблемы.

Более популярный подход – изменение температур с увеличением парникового эффекта.

Когда Карл Саган и Джордж Маллен впервые идентифицировали парадокс тусклого молодого Солнца в 1972 году, они предложили решить его при наличии аммиака - мощного парникового газа, который удерживал температуры в ранней атмосфере Земли, как в «ловушке». Но позже было доказано, что ультрафиолетовый свет от Солнца быстро разрушает этот аммиак.

Большинство ученых соглашаются с моделями, которые предполагают, что атмосфера ранней Земли была насыщена углекислым газом (уровень которого был до 100 раз выше, чем сейчас). Однако это не совпадает с геологическими свидетельствами, так как сидерит (FeCO3) — минерал, который формируется при условиях среды с высоким уровнем CO2, — практически отсутствует в древних образцах горных пород.

«Ветер перемен»

Отсутствие четкого решения климатического парадокса оставляет ученым возможность строить гипотезы, основанные на изначальной массе Солнца.

Недавнее исследование подтвердило, что эта «возможность» на самом деле лишь маленький «шанс», так как масса Солнца могла быть выше текущей на 2-5 процентов. Если взять меньшую цифру, Земля не будет нагреваться в достаточной степени, если большую – Солнце эволюционирует в звезду другого типа.

Сильные ветры были зафиксированы возле массивных звезд и звезд с малой массой, но свидетельств мощной активности такого рода возле средних звезд, таких как Солнце, замечено не было

Команда Сигердссона использует новую компьютерную модель, названную MESA, для исследования эволюционного пути Солнца, в случае если его размеры были бы больше.

Помимо массы, исследователи могут настраивать другие соответствующие параметры, например относительную концентрацию элементов.

Ученые рассматривают солнечный ветер как ключевой момент изменения массы Солнца, который мог стать причиной «похудения» звезды за «правильное» количество времени.

Если бы текущий солнечный ветер был константной единицей, которую можно было бы применить к целой жизни Солнца, то наша звезда потеряла бы приблизительно 0,05 процента своей массы за всю историю существования. Большинство ученых полагает, что солнечный ветер был значительно более сильным в прошлом, но насколько – спорный вопрос.

Чтобы обеспечить достаточное нагревание планеты, не переступая никаких ограничений, Солнце должно было потерять массу примерно в первые сто миллионов лет своей жизни, говорит Сигердссон. Это подразумевает, что солнечный ветер должен был иметь приблизительно в 1 000 раз большую силу и скорость, чем тот, который мы наблюдаем в настоящее время.

«Кто-то скажет, что это невозможно, но нам нужно больше информации, чтобы создать более точные модели», - сказал Сирен Меибом из Гарвардского университета.

Сильные ветры, как известно, существуют вокруг звезд как массивных, так и звезд с малой массой, но точно известно, что в пределах звезд среднего размера, как наше Солнце, не бывает таких сильных ветров.

«Очень сложно найти хорошую поддержку гипотезы [массивного молодого Солнца] в астрономических наблюдениях за молодыми, подобными Солнцу, звездами, - говорит Малхотра. – Так как молодые, подобные нашей звезды теряют массу очень быстро в ранний период своего существования, как говорит нам исследовательский опыт».

Цель проекта Сигердссона состоит в том, чтобы исследовать Солнце на предмет остаточных изменений с более раннего, более массивного периода его жизни. Они надеются найти что-то, что можно обнаружить с помощью будущих гелиосейсмологических исследований, которые изучают вибрации, генерируемые непосредственно внутри звезды.

«Мы надеемся, что ядро Солнца подаст нам какой-то знак», - сказал Сигердссон.