Cortexul lunar dezvăluie trecutul Soarelui.

Suntem aici acum din cauza Soarelui și de aceea nu există marțieni sau Venus.

Când Soarele nostru era doar un copil în urmă cu patru miliarde de ani, a produs erupții puternice care au dus la particule de mare energie care curgeau prin Sistemul Solar însoțite de radiații puternice. Acestea au declanșat reacții chimice care au contribuit la menținerea primului Pământ cald și umed pentru a da naștere germenului vieții. În același timp, pe alte lumi, comportamentul capricios al Soarelui a dus la dispariția atmosferei și, odată cu aceasta, la substanțe chimice valoroase, făcând viața imposibilă.

O imagine făcută de Observatorul Solar Dynamics al NASA arată o rachetă solară din 2 octombrie 2014 pe partea dreaptă a Soarelui. (Sursa: NASA/SDO)

Câtă devastare a provocat planetele pe planete a trecut de cât de repede s-a rotit Soarele în jurul axei sale. Cu cât se rotea mai repede, cu atât mai repede eradica condițiile pentru formarea vieții. Cu toate acestea, această etapă importantă a vieții Soarelui se joacă cu cercetătorii, a declarat Prabal Saxena, astrofizician la Centrul Spațial Goddard al NASA. Saxena examinează modul în care vremea spațială, activitatea solară și alte radiații afectează suprafața planetelor și a lunilor. El, împreună cu alți cercetători, a descoperit acum că Luna poate arunca lumina asupra unor mistere antice care înconjoară Soarele, care îi poate ajuta să învețe despre evoluția vieții.

„Nu știm cum a fost Soarele în primul miliard de ani, deși ar fi important să știm, deoarece a afectat evoluția atmosferei lui Venus și dispariția rapidă a apei din ea. Probabil a contribuit și la pierderea rapidă a atmosferei lui Marte și la capacitatea de a schimba compoziția atmosferei Pământului. ” Spuse Saxena.

Conexiunea Soare-Pământ

Saxena a dat peste misterul rotației timpurii a Soarelui atunci când se ocupa de un subiect aparent fără legătură: dacă Luna și Pământul sunt în mare parte realizate din aceleași materiale, atunci de ce există semnificativ mai puțin sodiu și potasiu în regulitul lunar decât în solul pământului?

Întrebarea a apărut atunci când probele lunare aduse acasă în cadrul programului Apollo și au fost studiate meteoriții lunari găsiți pe Pământ, ceea ce i-a încurcat pe cercetători timp de decenii. Rezultatele studiului au pus sub semnul întrebării principala teorie a formării lunii.

Teoria este că Luna noastră s-a format atunci când un corp ceresc de dimensiunea lui Marte s-a prăbușit pe Pământ acum 4,5 miliarde de ani. Ca urmare a impactului, cantitatea de material care s-a format într-o lună a fost smulsă de pe Pământ.

„Dacă Pământul și Luna ar fi fost făcute din materiale similare, de ce a pierdut Luna unele dintre ele?” - a întrebat Rosemary Killen, cercetător planetar la Centrul Spațial Goddard al NASA, care studiază efectele vremii spațiale asupra atmosferei și exosferei planetelor.

Eșantion lunar 68815 colectat în timpul misiunilor Apollo 16, care este de aproximativ. un fragment de metru și jumătate de piatră. (Sursa: NASA/JSC)

Cei doi cercetători au suspectat că misterele care înconjoară Soarele și Luna erau conectate și că scoarța lunii ar putea arunca lumină asupra istoriei Soarelui.

Cercetările grupului s-au bazat pe lucrările anterioare ale lui Killen. În 2012, el a ajutat la modelarea efectelor activității solare asupra cantității de sodiu și potasiu pe care vânturile solare sau ejectările coroanei le-ar putea transporta sau detașa de suprafața lunară.

Saxena a investigat relația matematică dintre perioada de rotație a stelelor și activitatea de erupție. Această lucrare se bazează pe studii efectuate de cercetători care au studiat activitatea a mii de stele descoperite cu nava spațială Kepler a NASA: au descoperit că, cu cât o stea se rotește mai repede, cu atât coroana este mai intensă. „Când ne uităm la alte stele și planete, inclusiv stele precum Soarele nostru, vedem și noi încet cum a evoluat Soarele.” Spuse Saxena.

Saxena, Killen și colegii săi cred că, cu modele sofisticate de computer, este posibil să fi rezolvat ambele mistere. Simulările lor pe computer, descrise într-un studiu publicat în The Astrophysical Journal Letters pe 3 mai, au arătat că Soarele timpuriu se învârtea mai lent decât 50% din stelele nou-născute. Cercetătorii estimează că Soarele a făcut o schimbare în cel puțin 9 sau 10 zile în primul miliard de ani.

Cercetătorii au modelat, de asemenea, evoluția sistemului nostru solar pentru o stea lentă, medie și apoi cu rotație rapidă. S-a constatat că numai Soarele care se rotește încet ar fi putut trage în Lună doar suficiente particule încărcate pentru a elimina sodiul și potasiul de pe suprafața sa în spațiu în timp și a lăsa în urmă rocile lunare.

„Este posibil ca vremea spațială să fi avut cel mai mare impact asupra evoluției planetelor și a sistemului solar”, a spus Saxena, „așa că trebuie cu siguranță să ne gândim la asta atunci când examinăm locuința”.

Viața sub soarele timpuriu

Viteza de rotație a Soarelui timpuriu ar fi putut juca un rol în formarea vieții pe Pământ. În cazul altor două planete stâncoase, cum ar fi Pământul, Venus și Marte, aceasta doar a împiedicat-o. (Mercur, planeta cea mai apropiată de Soare, nu a avut nicio șansă la început.)

Atmosfera Pământului a fost odată foarte diferită de atmosfera bogată în oxigen cunoscută astăzi. Când Pământul s-a format acum 4,6 miliarde de ani, planeta noastră topită era acoperită doar de un strat subțire de hidrogen și heliu. Cu toate acestea, erupțiile Tânărului Soare au șters această atmosferă originală în decurs de 200 de milioane de ani. Pe măsură ce scoarța terestră s-a solidificat, vulcanii au tuse treptat o nouă atmosferă, umplând zona din jurul Pământului cu dioxid de carbon, vapori de apă și azot. În următorii miliarde de ani, primele bacterii au consumat dioxid de carbon, eliberând în schimb metan și oxigen în atmosferă. S-a format câmpul magnetic al Pământului, oferind protecție împotriva Soarelui, permițând atmosferei planetei să se transforme în aerul bogat în oxigen și azot pe care îl respirăm astăzi.

„Suntem norocoși că atmosfera Pământului a supraviețuit în cele mai rele momente”. A spus Vladimir Airapetian, principalul fizician solar și astrobiolog al lui Goddard, care studiază impactul vremii spațiale asupra planetelor terestre. Airapetian a lucrat cu Saxena și Killen pentru a studia Soarele timpuriu.

O ilustrare artistică a Pământului timpuriu cu o urmă de impact mare care a adus magma la suprafață. (Sursa: Simone Marchi)

Dacă Soarele s-ar fi rotit rapid, ar fi trebuit să producă cel puțin zece superbe pe zi, de zece ori mai puternic decât s-a văzut vreodată în istorie. Acest lucru nu ar fi fost protejat nici măcar de câmpul magnetic al Pământului. Flăcările solare ar fi șters atmosfera, reducând atât de mult presiunea, încât nu ar fi rămas apă lichidă pe planetă. "Ar fi avut ca rezultat un mediu mult mai dur." Remarcă Saxena.

Soarele s-a rotit exact în ritmul cel mai potrivit Pământului, așa că planeta a început să înflorească în lumina tinerei stele. Venus și Marte nu au fost atât de norocoși. Venus a fost odată acoperită de oceane, ar fi putut fi chiar locuită. Dar, din cauza mai multor factori, inclusiv activitatea solară și lipsa câmpului magnetic alimentat în interior, hidrogenul a dispărut de pe Venus - o componentă esențială a apei. Ca urmare, oceanele Venus se estimează că s-au evaporat în primii 600 de milioane de ani din viața planetei. Dioxidul de carbon, o moleculă grea mai greu de îndepărtat, a predominat în atmosfera planetei. Acest lucru a dus la un efect de seră fugar care menține Venus la o temperatură torturoasă ridicată, prea fierbinte pentru viață, la 462 grade Celsius.

Se poate părea că Marte, care este mult mai departe de Soare decât Pământul, nu este amenințat de flăcările solare. Cu toate acestea, el este într-o poziție mai proastă decât Pământul. În parte datorită câmpului magnetic slab al planetei roșii și, în parte, datorită gravitației sale reduse, Soarele timpuriu a reușit treptat să scape planeta de atmosfera și apa sa. Cu aproximativ 3,7 miliarde de ani în urmă, atmosfera marțiană a devenit atât de subțire încât apa lichidă a scăpat imediat în spațiu din ea. (Există încă puțină apă pe planetă, înghețată în capacele polare și în pământ.)

După ce a avut un impact asupra planetelor interioare, Soarele îmbătrânit a încetinit treptat și a continuat să se rotească din ce în ce mai încet. Acum se întoarce la fiecare 27 de zile, de trei ori mai lent decât în tinerețe. Ca urmare a rotației mai lente, devine din ce în ce mai puțin activă, dar produce totuși erupții violente.

Luna, martorul evoluției sistemului solar

Potrivit lui Saxena, dacă suntem curioși despre Soarele timpuriu, este suficient să observăm Luna, care este una dintre cele mai bine conservate creații ale tânărului Sistem Solar.

"Luna poate deschide o fereastră către trecut, deoarece nu are o atmosferă deranjantă și nici o tectonică de plăci care să rearanjeze scoarța." - El a spus. „Deci, putem spune: dacă particulele de vânt solar sau orice altceva îl lovește, solul Lunii își va păstra amprenta”.

Videoclipul, bazat pe imagini de la Lunar Reconnaissance Orbiter al NASA, arată zonele permanent umbrite (PSR) ale lunii. Aceste locuri nu au fost în vederea Soarelui de milioane sau miliarde de ani. În timp ce datorită axei înclinate a Pământului, toate părțile suprafeței sale pot fi expuse la lumina soarelui, chiar și în colțurile unei părți a anului, unghiul de înclinare al Lunii spre Soare este de numai 1,6 grade, nu suficient de mare pentru a intra în craterele adânci din apropierea Polul Nord și Sud. Lumina soarelui. Zonele umbrite permanent sunt, prin urmare, printre cele mai reci și întunecate locuri din sistemul solar. (Sursa: NASA Goddard/Ernie Wright)

Modelele de roci ale misiunilor Apollo și ale meteoriților lunari sunt un început excelent pentru înțelegerea sistemului solar timpuriu, dar sunt doar piese mici într-un puzzle imens, misterios. Probele provin dintr-o zonă mică apropiată de ecuatorul lunar, iar meteoriții lunari nu se pot spune cu certitudine absolută despre ce parte a lunii, din ce mediu.

Deoarece există zone în umbră constantă la Polul Sud, se suspectează că găsim aici cele mai bine conservate materiale de pe Lună, cum ar fi gheața de apă, așa că NASA își direcționează misiunea din 2024 către o astfel de zonă.

Dacă astronauții reușesc să colecteze roci din cea mai sudică regiune a Lunii, am obține mai multe dovezi fizice ale vitezei de rotație a Soarelui, a spus Airapetian, care a spus că este posibil ca particulele de vânt solar să fie deviate odată către poli datorită fostului câmp magnetic al Lunii. . „Așadar, ne-am aștepta - deși nu am verificat-o până acum - că această parte a Lunii care a fost încă afectată de tânărul Soare este destul de diferită de regiunea ecuatorială. Mai avem multe cercetări în față. ”