Slnko na strave NZZ
Naša ústredná hviezda bola ťažšia, keď sa narodila, ako je dnes. Toto tvrdia vedci, ktorí hľadajú vysvetlenie pôvodu života.
Keď sa narodila pred 4,5 miliardami rokov, slnko zoslablo. Vtedy naša centrálna hviezda emitovala o 30 percent menej energie ako dnes. Na zemi teda malo byť trpko chladno - príliš chladno na to, aby na povrchu mohla existovať tekutá voda, a tak sa vyvíjal život. Napriek tomu existujú geologicky spoľahlivé dôkazy o existencii oceánov na mladej Zemi pred 4,4 miliardami rokov. Ešte viac: Dokonca aj na Marse, ďalej od Slnka, bola v raných dobách slnečnej sústavy tekutá voda.
Naša ústredná hviezda bola ťažšia, keď sa narodila, ako je dnes. Toto tvrdia vedci, ktorí hľadajú vysvetlenie pôvodu života.
Keď sa narodila pred 4,5 miliardami rokov, slnko zoslablo. Naša centrálna hviezda potom emitovala o 30 percent menej energie ako dnes. Na zemi teda malo byť trpko chladno - príliš chladno na to, aby na povrchu mohla existovať tekutá voda, a tak sa vyvíjal život. Napriek tomu existujú geologicky spoľahlivé dôkazy o existencii oceánov na mladej Zemi pred 4,4 miliardami rokov. Ešte viac: Dokonca aj na Marse, ďalej od Slnka, bola v raných dobách slnečnej sústavy tekutá voda.
Už v roku 1972 americký astronóm Carl Sagan poukázal na tento „paradox slabého slnka“. Ale spočiatku len ťažko vzbudil záujem svojich výskumných kolegov. Pretože podľa prevládajúceho názoru by pre tento problém existovalo nejaké jednoduché riešenie. Možno Zem zahriala silný skleníkový efekt, možno bolo menej oblakov a v dôsledku toho sa do priestoru odrazilo menej slnečného žiarenia.
Takto to vidí solárny výskumník Arnold Benz z ETH Zürich: „Mám podozrenie, že je to paradox teplej Zeme a nie problém slnka.“ “ Podľa jeho názoru pozorovania stoviek hviezd podobných Slnku potvrdzujú, že evolučné modely našej centrálnej hviezdy sú „veľmi blízke realite“. Naproti tomu Benz vidí veľkú voľnosť vo vývoji planetárnych atmosfér. "Mladé planéty poznáme iba niekoľko rokov a ich atmosféra nie je dobre známa." Predovšetkým nie je jasné, koľko skleníkových plynov obsahujú. ““
Ale zatiaľ všetky pokusy vysvetliť mladú teplú zem iným chemickým zložením atmosféry narazili na problémy. Klimatické modely na začiatku Zeme preukázali, že zmenšenie oblačnosti nie je dostatočné na to, aby roztopilo oceány. A presné analýzy ložísk prehistorických sedimentov ukazujú, že v atmosfére nebola dostatočne vysoká koncentrácia skleníkových plynov. Proti skleníkovému aj cloudovému riešeniu existuje ďalší závažný argument: V žiadnom prípade nemôžu vysvetliť teplé obdobie na Marse.
Možno to teda vôbec nie je Zem, ktorá bola v počiatkoch slnečnej sústavy iná ako dnes, ale slnko. V posledných rokoch sa jednotliví vedci opakovane pokúšali otočiť všeobecne akceptovaný model slnka, aby tento problém vyriešili. Keby bolo slnko na začiatku o niečo ťažšie, táto myšlienka by emitovala viac žiarenia a dostatočne by zahriala Zem a Mars.
Stein Sigurdsson z Penn State University si myslí, že je čas tento prístup prehodnotiť. „Dnes vieme o slnku oveľa viac,“ tvrdí astrofyzik. «Helioseismológia - meranie jej vibrácií - poskytuje informácie o svojej vnútornej štruktúre. Máme presnejšie údaje o prenose žiarenia ich vonkajších vrstiev. A slnečnému vetru rozumieme oveľa lepšie. ““ Sigurdsson dodáva všetky tieto informácie do počítačového modelu vývoja nášho slnka.
Vedec dúfa, že v rámci výskumného projektu financovaného NASA nájde model slnka zodpovedajúci teplej Zemi. Možný rozsah hmotnosti pre skoré slnko je úzky - hovorí Sigurdsson, o 2 až 5 percent viac hmotnosti ako dnes. Ak je menej, energetický výdaj slnka sa dostatočne nezvyšuje, ak je ho viac, zo slnka sa vyvinie výrazne iná hviezda. Zložitou časťou simulácií je zbaviť sa extra hmoty v správnom časovom rámci pri silnom slnečnom vetre bez toho, aby tento tok hmoty bol v rozpore s inými pozorovacími údajmi.
Slnečný vietor je v súčasnosti taký slabý, že by za celú životnosť našej centrálnej hviezdy uniesol do vesmíru iba 0,05 percenta hmoty. Pozorovanie mladých hviezd podobných slnku ukazuje, že hviezdy uvoľňujú viac hmoty do vesmíru krátko po svojom vzniku, než keď sú staršie. Aký silný bol slnečný vietor v prvých dňoch a ako dlho fúkal silnejšie, je kontroverzný.
Aby slnko nebolo v rozpore s inými údajmi, muselo by do niekoľkých sto miliónov rokov stratiť svoju mladícku nadváhu. To si vyžaduje slnečný vietor, ktorý je asi tisíckrát silnejší ako dnes. Sigurdsson zatiaľ nevie, či je niečo také možné v realistickom solárnom modeli. Stále však existuje dostatok parametrov na prispôsobenie modelu: napríklad presné chemické zloženie pôvodnej slnečnej hmoty alebo úloha turbulencie vo vnútri slnka.
Sigurdsson tiež dúfa, že pôvodne väčšia hmotnosť a silný slnečný vietor zanechali stopy, ktoré je možné dokázať dodnes. Možno mu modely ukazujú, že spočiatku vyššia hmotnosť mala dlhodobý vplyv na vnútornú štruktúru slnka. A to sa dalo určiť presnými helioseismologickými pozorovaniami. „Možno,“ hovorí výskumník, „jadro slnka nám dáva rozhodujúcu stopu.“