Astronom Petrus Martens fra Georgia State University (USA) mener, at solen var tungere i oldtiden end i dag. Dette gjorde det muligt for den unge stjerne at skinne så skarpt som den gør i dag og give leverbare forhold på jorden og Mars. Nu er lyset blevet lettere. Forskning, der findes på arXiv.org elektroniske fortryksbibliotek, adresserer det svage unge solparadox. Vi vil tale om historien om lysets liv nedenfor.
Den unge sol optrådte for omkring 4,5 milliarder år siden som et hovedsekvensobjekt. I henhold til standardteorien om stjernernes udvikling i oldtiden var solen omkring 30 procent svagere end den er i dag. Det er fortsat et mysterium, hvordan den unge jord med en så svag stjerne var varm nok til at forsyne overfladen med flydende vand. Denne modsigelse kaldes det svage unge solparadox.
Paradokset er også relevant for Mars, hvor havene og have med flydende vand har eksisteret i hundreder af millioner af år, selvom den røde planet modtager omkring halvdelen af den mængde sollys, som Jorden gør.
Geologiske data indikerer, at vand dukkede op tidligt på Jorden og Mars. Solens fortid kan læres ved at observere andre stjerner i hovedsekvensen. Simuleringer indikerer, at stjerner af spektraltyperne G, som lyset tættest på Jorden tilhører, såvel som objekter af klasse K og M ikke udvikler sig for hurtigt, og beboelseszonen omkring sådanne stjerner gradvist skifter udad.
Paradokset for den svage unge sol er blevet foreslået løst på flere måder. Årsagen til opvarmningen af planetens atmosfære var en stærk drivhuseffekt fra kuldioxid eller metan, geotermisk energi fra det oprindeligt varmere end i dag, Jordens kerne, Jordens albedo mindre i antikken, liv udvikler sig i et koldt miljø under et 200 meter tykt isark, endda en variant med variabel tyngdekraftkonstant.
Mars i oldtiden (som kunstneren forestiller sig)
Martens mener, at de fleste af disse forklaringer har alvorlige mangler. For eksempel er det uklart, hvornår drivhuseffekten skal stoppe, så hvad der skete på Venus, hvis atmosfære er så varm, at livet praktisk talt er umuligt i det, ikke sker. Derudover er der endnu ikke fundet tilstrækkelige spor af overskydende kuldioxid i gamle geologiske prøver.
Martens mener, at mange forklaringer på paradokset for den unge sol kun tager højde for de processer, der finder sted på Jorden og ikke på Mars, og foreslår ikke en forklaring på denne modsigelse for andre planetariske systemer. I den henseende besluttede den amerikanske astronom at huske den gamle, men upopulære hypotese i dag, ifølge hvilken den antikke sol var mere massiv end i øjeblikket.
Salgsfremmende video:
Et lys, der hører til den samme spektralklasse, udsender mere energi, jo tungere det er. Dette betyder, at hvis solen i antikken var 30 procent svagere i sin nuværende størrelse, er det muligt at beregne, hvor meget stjernen tættest på jorden var tungere at skinne, som den gør i dag.
For omkring tre milliarder år siden mistede stjernen ifølge videnskabsmandens estimater ca. 0,000000000000075 af sin masse hvert år (ca. tre procent af den oprindelige masse i tre milliarder års eksistens); på nuværende tidspunkt er denne værdi to størrelsesordener lavere og er ubetydelig for at tage højde for ændringen i stjernens lysstyrke. Forskeren kom til sådanne konklusioner efter at have henledt opmærksomheden på, at solen og de fleste af disse stjerner over tid bremser deres rotation.
Ifølge forfatteren skyldes dette tabet af deres masse af solen og lignende stjerner (når loven om bevarelse af vinkelmoment er opfyldt). For eksempel er den store ledsager af den binære stjerne 70 Ophiuchus omkring 1,1 gange lettere end solen, er 0,8 milliarder år gammel og bliver lettere med en hastighed på 0,000000000003 solmasser pr. År. For at lokale planeter skal have forhold, der er egnede til eksistensen af flydende vand, skal et sådant regime med massetab opretholdes i ca. 2,4 milliarder år.
De gamle fulde gletsjere på jorden, som erstattes af smeltende vand, forklarer Martens på en temmelig prosaisk måde - vulkansk aktivitet, sammen med hvilken drivhusgasser kommer ind i atmosfæren samt positiv feedback.
Solen
Tabet af deres masser af solen og lignende armaturer i oldtiden burde have været ledsaget af fremkomsten af stabile og stærke solvind (stjerne). Den moderne sol producerer ikke sådanne emissioner af stof. Det ser ud til, at stjernen ikke havde nogen grund til at gøre dette før, så hypotesen om en gammel massiv sol er upopulær. Martens mener, at dette ikke er tilfældet: Solens nuværende massetab er ikke nok til at bremse fra de første fire til fem dage til de nuværende 26 dage.
Martens synspunkt forklarer ikke, hvordan liv skal bevares på en planet bestrålet af stærke stjernevinde. I mellemtiden er forklaringer af paradokset for den unge sol baseret på drivhuseffekten stadig relevante, og over tid suppleres disse teorier.
For eksempel kan ikke kun vulkaner, men også asteroider deltage i at fylde jordens atmosfære med kuldioxid og metan. Så forskere har skabt en ny model for frigivelse af gas på Jorden, som demonstrerede drivhuseffektens tilstrækkelige styrke til eksistensen af flydende oceaner allerede i de tidlige stadier af planetens udvikling under dårlige lysforhold. I modsætning til tidligere undersøgelser, der også giver en mulig forklaring på tilstedeværelsen af flydende vand på den gamle jord ved hjælp af vulkansk afgasning (frigivelse af drivhusgasser i atmosfæren under vulkanudbrud), tager det nye arbejde hensyn til den aktive bombardement af planeten af asteroider.
Når de når hundrede kilometer i diameter, forårsager disse himmellegemer, når de falder til jorden, smeltning af store mængder klipper og skaber enorme lavasøer. Når de afkøles, frigiver de nok kuldioxid og opvarmer dermed atmosfæren. Bombningen af planeten, ifølge forskere, førte til frigivelse af svovl fra dens tarme, hvilket er nødvendigt for dannelsen af organisk liv.
