Astronoom Petrus Martens Georgia osariigi ülikoolist (USA) usub, et päike oli iidsetel aegadel raskem kui tänapäeval. See võimaldas noorel tähel särada sama eredalt kui täna ja pakkus elatavaid tingimusi Maal ja Marsil. Nüüdseks on valgusti heledamaks muutunud. Uuringud, mis on kättesaadavad arXiv.org elektroonilises eetritrükis, käsitlevad nõrka noore päikese paradoksi. Me räägime teile allpool oleva valgusti ajaloost.
Noor Päike ilmus umbes 4,5 miljardit aastat tagasi peajadaobjektina. Muinasaja tähtede evolutsiooni standardteooria kohaselt oli Päike umbes 30 protsenti nõrgem kui praegu. Jääb saladuseks, kuidas nii nõrga tähe korral oli noor Maa piisavalt soe, et varustada oma pinda vedela veega. Seda vastuolu nimetatakse nõrga noore päikese paradoksiks.
Paradoks on asjakohane ka Marsi jaoks, kus vedelavee mered ja ookeanid eksisteerisid sadu miljoneid aastaid, kuigi Punane planeet saab umbes poole päikesevalgusest, mida Maa teeb.
Geoloogilised andmed näitavad, et vesi ilmus Maale ja Marsile varakult. Päikese minevikku saab teada, jälgides teisi põhijada tähti. Simulatsioonid näitavad, et spektritüüpide G tähed, mille juurde kuulub Maale lähim valgustaja, samuti K- ja M-klassi objektid, ei arene liiga kiiresti ning selliste tähtede ümber olev elamiskõlblikkuse tsoon nihkub järk-järgult väljapoole.
Nõrga noore Päikese paradoksi on tehtud ettepanek lahendada mitmel viisil. Planeedi atmosfääri kuumenemise põhjuseks oli süsinikdioksiidist või metaanist tulenev tugev kasvuhooneefekt, algselt tänasest soojem geotermiline energia, maakera südamik, antiikajal Maa alumine albedo, elu arenenud külmas keskkonnas 200 meetri paksuse jääkihi all, isegi variant koos muutuv gravitatsioonikonstant.
Marss antiikajal (nagu kunstnik ette kujutas)
Martens usub, et enamikul neist selgitustest on tõsiseid vigu. Näiteks on ebaselge, millal peaks kasvuhooneefekt lakkama, nii et ei juhtuks seda, mis juhtus Veenusel, kelle atmosfäär on nii kuum, et elu on selles praktiliselt võimatu. Lisaks pole iidsetest geoloogilistest proovidest veel leitud piisavalt süsinikdioksiidi liigseid jälgi.
Martens usub, et paljud noore päikese paradoksi selgitused võtavad arvesse ainult Maal, mitte Marsil toimuvaid protsesse ega paku selle vastuolu selgitamist teiste planeedisüsteemide jaoks. Sellega seoses otsustas Ameerika astronoom meenutada vana, kuid tänapäeval ebapopulaarset hüpoteesi, mille kohaselt iidne Päike oli praegusest massiivsem.
Reklaamvideo:
Samasse spektriklassi kuuluv valgusti kiirgab rohkem energiat, seda raskem see on. See tähendab, et kui iidsetel aegadel oli Päike oma praeguses suuruses 30 protsenti nõrgem, siis on võimalik arvutada, kui palju Maale lähim täht oli raskem särada kui täna.
Umbes kolm miljardit aastat tagasi kaotas täht teadlase hinnangul igal aastal umbes 0,0000000000075 oma massist (umbes kolm protsenti esialgsest massist kolme miljardi aasta jooksul); praegu on see väärtus kaks suurusjärku väiksem ja tähe heleduse muutuse arvesse võtmiseks ebaoluline. Teadlane jõudis selliste järeldusteni, juhtides tähelepanu asjaolule, et aja jooksul pidurdab Päike ja enamik neist tähtedest nende pöörlemist.
Autori sõnul on see tingitud nende massi kadumisest Päikese ja sarnaste tähtede poolt (kui nurga impulssi säilimise seadus on täidetud). Näiteks on kaksiktähe 70 Ophiuchus suur kaaslane umbes 1,1 korda kergem kui Päike, on 0,8 miljardit aastat vana ja muutub kergemaks kiirusega 0,000000000003 päikesemassi aastas. Selleks, et kohalikel planeetidel oleksid vedela vee jaoks sobivad tingimused, tuleb sellist massikao režiimi säilitada umbes 2,4 miljardit aastat.
Maa iidsed täisliustikud, mis asenduvad sulava veega, selgitab Martens üsna proosalisel moel - vulkaanilist tegevust, mille kõrval kasvuhoonegaasid atmosfääri satuvad, samuti positiivset tagasisidet.
Päike
Nende masside kadumisega Päikese ja sarnaste valgustite poolt iidsetel aegadel oleks pidanud kaasnema stabiilse ja tugeva päikese (tähe) tuule tekkimine. Kaasaegne päike ei eralda selliseid ainete heitmeid. Võib tunduda, et tähel polnud varem selleks põhjust, seega on iidse massiivse Päikese hüpotees ebapopulaarne. Martens usub, et see pole nii: praegune Päikese poolne massikadu ei ole piisav, et aeglustada algselt neljalt päevalt viiele päevale praegusele 26 päevale.
Martensi vaatepunkt ei selgita, kuidas tuleks tugeva tähetuulega kiiritatud planeedil elu säilitada. Samal ajal ei kaota kasvuhooneefektil põhinevad noore päikese paradoksi selgitused oma olulisust, pealegi aja jooksul neid teooriaid täiendatakse.
Näiteks Maa atmosfääri süsinikdioksiidi ja metaaniga täitmisel võivad osaleda mitte ainult vulkaanid, vaid ka asteroidid. Niisiis on teadlased loonud uue maagaasi eraldumise mudeli, mis demonstreeris kasvuhooneefekti piisavat tugevust vedelate ookeanide olemasolu jaoks juba planeedi arengu varases staadiumis, vähese valguse tingimustes. Erinevalt varasematest uuringutest, mis pakuvad ka võimalikku seletust iidse Maa vedeliku olemasolule vulkaanilise degaseerimise abil (kasvuhoonegaaside eraldumine atmosfääri vulkaanipursete ajal), võetakse uues töös arvesse planeedi aktiivset pommitamist asteroidide poolt.
Saja kilomeetri läbimõõduga jõudes põhjustavad need taevakehad Maale langedes suure hulga kivimite sulamist, tekitades tohutuid laavajärvi. Jahtudes eraldavad nad piisavalt süsinikdioksiidi ja soojendavad seega atmosfääri. Planeedi pommitamine viis teadlaste sõnul selle soolestikust välja väävli, mis on vajalik orgaanilise elu tekkeks.
