
Специалисты из NASA предложили свое объяснение парадокса слабого молодого Солнца в статье, опубликованной в журнале Nature Geoscience. По их мнению, миллионы лет назад тепло на Земле помогали поддерживать мощные выбросы корональной массы.
Согласно стандартной модели эволюции звезд, четыре миллиарда лет назад Солнце излучало примерно на 30 процентов меньше энергии, чем сейчас. В таких условиях Земля должна была бы превратиться в оледеневший шар, однако геологические свидетельства говорят о том, что в то время на нашей планете был теплый и влажный климат. Существуют различные гипотезы о том, как на Земле могло поддерживаться тепло, включая теорию о глобальном парниковом эффекте и о том, что Земля родилась ближе к Солнцу, однако данный парадокс остается до конца не разрешенным.
Специалисты из NASA на основании наблюдений за другими звездами, подобными нашему Солнцу, предположили, что раньше Землю могли согревать мощные вспышки, сопровождающиеся выделением тепла и энергии. Такие вспышки называются выбросами корональной массы, и они характерны для молодых солнцеподобных звезд. Согласно наблюдениям телескопа «Кеплер», молодые звезды могут производить до 10 выбросов в день.
Кроме того, ученые говорят о том, что магнитное поле молодой Земли было также значительно слабее нынешнего. Они провели магнитогидрадинамическое моделирование, которое согласуется с наблюдениями «Кеплера», и пришли к выводу, что супервспышки Солнца могли ускорять энергетические частицы, которые при столкновении с Землей вызывали «сжатие» магнитосферы и значительно вытягивали открытые силовые линии. Такими открытыми силовыми линиями, конец которых уходит в межпланетное пространство, заполнены приполярные районы — полярные шапки.
«Наши расчеты показывают, что можно было регулярно наблюдать северные сияния повсюду до самой Южной Каролины. И космические частицы, перемещавшиеся вдоль линий магнитного поля, сталкивались с молекулами азота в атмосфере», — комментирует один из авторов исследования.
Химический состав нашей атмосферы тоже отличался от текущего. Молекулярный азот составлял до 90 процентов атмосферы — для сравнения сейчас он составляет только 78 процентов. Согласно симуляции, также проведенной специалистами NASA, когда в него «врезались» энергетические частицы, молекулярный азот распадался на отдельные атомы. Кроме того, эти частицы также сталкивались с углекислым газом, разделяя его на угарный газ и кислород.
После этого азот и кислород соединялись и становились оксидом азота, который является сильным парниковым газом. По подсчетам исследователей, даже одного процента от того, сколько содержалось в атмосфере углекислого газа, хватило бы, чтобы согреть Землю.Тем не менее, исследователи допускают, что постоянные мощные корональные выбросы массы могли также и разрушить магнитополе Земли, если бы оно было слишком слабым, и не дать зародиться жизни на нашей планете. В будущем ученые планируют более тщательно изучить механизм вспышек, чтобы определить, вокруг каких звезд могут вращаться потенциально пригодные для жизни планеты.Кристина Уласович
