Солнце в молодости было гораздо более буйным. Ученые выяснили, как его вспышки и путь по Галактике влияли на Землю.
Источник: «Mail.ru Hi-Tech».
Автор Hi-Tech Mail
Наше Солнце не всегда было той относительно спокойной звездой, которую мы знаем сегодня. Новое исследование показывает: за миллиарды лет оно успело не только «побуйствовать» с помощью мощнейших вспышек, но и несколько раз провести Солнечную систему через весьма недружелюбные участки Галактики. И то, и другое могло заметно повлиять на климат древней Земли.
Результаты двух исследований представлены в журналах Annual Review of Astronomy and Astrophysics и Astrophysical Journal Letters. Обзор Мерав Офер о защитном «пузыре» Солнечной системы — в журнале Annual Review of Astronomy and Astrophysics. Второе исследование, опубликованное командой под руководством Кенси Кобаяши в AJL, посвящено воздействию протонов от вспышек на атмосферу молодой Земли.
Галактика могла на время выключать космический «щит»
Солнечная система окружена гелиосферой — огромной областью, которую формирует непрерывный поток солнечного ветра. Она служит своеобразным щитом, частично защищая планеты от воздействия межзвездной среды.
Но Солнце вместе со своей гелиосферой не стоит на месте. За 4,6 млрд лет система перемещалась по Млечному Пути, облетев ее центр около 20 раз. Эти 20 так называемых галактических лет Солнечная система попадала в разные участки межзвездного пространства.
Компьютерное моделирование показало, что как минимум трижды за последние 15 миллионов лет Солнечная система могла проходить через плотные холодные облака газа и пыли. Это происходило примерно 2–3 млн, 6–7 млн и 13–14 млн лет назад. Плотные облака могли настолько сильно давить на гелиосферу, что та сжималась до размеров меньше орбиты Земли. В результате наша планета оказывалась за пределами привычного солнечного «пузыря» и подвергалась воздействию совершенно другой среды.
Особенно интересно, что расчеты согласуются с геологическими данными. Следы веществ, характерных для межзвездной пыли, обнаруживали в глубоководных отложениях, антарктическом снеге и даже лунных образцах. Авторы предполагают, что такие встречи могли быть связаны с древними изменениями климата, включая периоды похолодания.
Молодое Солнце было слабее, но задорнее
Есть и другая загадка. Около 3 млрд лет назад Солнце светило примерно на 30% слабее, чем сейчас. При такой мощности Земля, казалось бы, должна была превратиться в ледяной шар. Однако геологические свидетельства показывают, что на планете уже существовала стабильная жидкая вода. Этот вопрос известен как парадокс слабого молодого Солнца.
Исследователи нашли возможную часть ответа, посмотрев на молодые звезды, похожие на Солнце. Данные космического телескопа «Кеплер» показывают, что такие светила способны регулярно производить мощные супер-вспышки, выбрасывая высокоэнергетические частицы.
Ученые смоделировали атмосферу ранней Земли в лабораторной камере. В смесь азота, аммиака, углекислого и угарного газа направляли протоны, имитируя поток частиц от солнечных супер-вспышек.
Результат оказался примечательным: такие частицы запускали химические реакции, приводившие к образованию закиси азота (N2O) — парникового газа, который примерно в 300 раз эффективнее углекислого газа и в 3-4 раза эффективнее метана в удержании тепла.
Расчеты показали: даже если в атмосфере сохранялось около 10% образовавшейся закиси азота, в экваториальных областях температура могла подняться примерно до 5 °C. Этого уже достаточно, чтобы вода не замерзала. Более того, температуры чуть выше точки замерзания могли быть благоприятны для образования сложных цепочек аминокислот — потенциально важных строительных блоков для ранней химии жизни.
В контексте данных исследований интересен материал Hi-Tech о том, как ученые оценили данные 56 450 похожих на Солнце звезд и обнаружили 2889 супер-вспышек на 2527 из них. А за поведением нашего собственного светила можно следить по свежему материалу о возобновлении опасных вспышек после летнего затишья.
История Солнца оказывается важна не только для астрономов. Его активность, положение в Галактике и взаимодействие с межзвездной средой могли участвовать в формировании условий, при которых Земля оставалась пригодной для существования жидкой воды и, соответственно, для зарождения жизни.
