Sun on Diet NZZ

Steaua noastră centrală era mai grea când s-a născut decât este astăzi. Așa spun oamenii de știință care caută o explicație pentru originea vieții.

Când s-a născut acum 4,5 miliarde de ani, soarele a slăbit. Steaua noastră centrală a emis atunci cu 30% mai puțină energie decât astăzi. Deci ar fi trebuit să fie un frig amărât pe pământ - mult prea rece pentru ca apa lichidă să existe la suprafață și, astfel, să se dezvolte viața. Cu toate acestea, există dovezi solide din punct de vedere geologic că oceanele existau pe tânărul Pământ în urmă cu 4,4 miliarde de ani. Chiar mai mult: Chiar și pe Marte, mai departe de Soare, a existat apă lichidă în primele zile ale sistemului solar.

Steaua noastră centrală era mai grea când s-a născut decât este astăzi. Așa spun oamenii de știință care caută o explicație pentru originea vieții.

Încă din 1972, astronomul american Carl Sagan a subliniat acest „paradox al soarelui slab”. Dar la început el a trezit cu greu interesul colegilor săi de cercetare. Pentru că ar exista o soluție simplă pentru această problemă, conform opiniei predominante. Poate că un puternic efect de seră a încălzit pământul, poate că erau mai puțini nori și, ca urmare, mai puțină radiație solară a fost reflectată în spațiu.

Așa vede cercetătorul solar Arnold Benz de la ETH Zurich: „Bănuiesc că este un paradox al pământului cald și nu o problemă a soarelui”. În opinia sa, observațiile a sute de stele similare Soarelui confirmă faptul că modelele evolutive ale stelei noastre centrale sunt „foarte apropiate de realitate”. În schimb, Benz vede o mare marjă de manevră în dezvoltarea atmosferelor planetelor. „Cunoaștem planete tinere doar de câțiva ani, iar atmosferele lor nu sunt bine cunoscute. Mai presus de toate, nu este clar cât de multe gaze cu efect de seră conțin. "

Dar până acum toate încercările de a explica tânărul pământ cald cu o compoziție chimică diferită a atmosferei au întâmpinat probleme. Modelele climatice ale Pământului timpuriu au arătat că reducerea acoperirii norilor nu este suficientă pentru a dezgheța oceanele. Și analizele precise ale depozitelor de sedimente preistorice arată că nu a existat o concentrație suficient de mare de gaze cu efect de seră în atmosferă. Și există un alt argument atât împotriva soluției de seră, cât și a soluției cloud: în niciun caz nu pot explica perioada caldă de pe Marte.

Deci poate că nu este deloc pământul, ceea ce era diferit în primele zile ale sistemului solar față de astăzi, ci soarele. În ultimii ani, cercetătorii individuali au încercat în mod repetat să transforme modelul general acceptat al soarelui pentru a rezolva problema. Dacă soarele ar fi fost puțin mai greu la început, ideea ar fi emis mai multă radiație și ar fi încălzit suficient Pământul și Marte.

Stein Sigurdsson de la Universitatea Penn State consideră că este timpul să revedem această abordare. „Știm astăzi mult mai multe despre soare”, spune astrofizicianul. «Helioseismologia - măsurarea vibrațiilor sale - ne oferă informații despre structura sa internă. Avem date mai precise despre permeabilitatea la radiație a straturilor exterioare ale acestora. Și înțelegem mult mai bine vântul solar ". Sigurdsson introduce toate aceste informații într-un model computerizat al evoluției soarelui nostru.

Ca parte a unui proiect de cercetare finanțat de NASA, omul de știință speră să găsească un model de soare care să corespundă unui pământ cald. Gama posibilă de masă pentru soarele timpuriu este îngustă - cu 2 până la 5 la sută mai multă masă decât astăzi este posibilă, spune Sigurdsson. Dacă este mai puțin, puterea de energie a soarelui nu crește suficient; dacă este mai mult, soarele se dezvoltă într-o stea semnificativ diferită. Partea dificilă a simulărilor este de a scăpa de masa suplimentară în intervalul de timp potrivit cu un vânt puternic solar fără ca acest flux de materie să intre în conflict cu alte date observaționale.

Vântul solar este în prezent atât de slab încât ar fi transportat doar 0,05% din masă în spațiu pe parcursul vieții stelei noastre centrale. Observarea stelelor tinere, asemănătoare soarelui, arată că stelele eliberează mai multă materie în spațiu la scurt timp după formarea lor decât atunci când sunt mai în vârstă. Cât de puternic era vântul solar în primele zile și cât timp sufla mai tare este controversat.

Pentru a nu contrazice alte date, soarele ar fi trebuit să-și fi pierdut excesul de greutate tânără în câteva sute de milioane de ani. Acest lucru necesită un vânt solar care este de aproximativ o mie de ori mai puternic decât este astăzi. Sigurdsson nu știe încă dacă așa ceva este posibil într-un model solar realist. Dar există încă suficienți parametri pentru a adapta modelul: compoziția chimică exactă a materiei solare originale, de exemplu, sau rolul turbulenței în interiorul soarelui.

Sigurdsson speră, de asemenea, că masa inițial mai mare și vântul puternic solar au lăsat urme care pot fi dovedite și astăzi. Poate că modelele îi arată că masa inițial mai mare a avut un efect pe termen lung asupra structurii interne a soarelui. Și acest lucru ar putea fi determinat cu observații helioseismologice precise. „Poate”, spune cercetătorul, „miezul soarelui ne oferă un indiciu decisiv”.