Захисна оболонка із заряджених частинок, що оточує Сонячну систему, кілька разів стискалася до розмірів, менших за земну орбіту. У ті періоди наша планета залишалася зовні, відкрита впливу міжзоряного середовища. Про це йдеться в одному з двох нових досліджень американської космічної агенції. Друге пояснює протилежну загадку, тобто чому молода Земля не вкрилася кригою, хоча наше світило гріло тоді значно слабше.
Бульбашка навколо системи
Сонячний вітер безперервно розносить заряджені частинки вусібіч. На певній відстані вони натрапляють на речовину міжзоряного простору. Так утворюється геліосфера, велика оболонка, всередині якої лежать усі планети.
Разом із Сонцем ця бульбашка рухається навколо центру Чумацького Шляху. За 4,5 млрд років вона перетнула безліч різних ділянок Галактики. Сьогодні її межа проходить приблизно у 120 разів далі від нашої зорі, ніж земна орбіта, і саме там її перетнув апарат Voyager 1 у 2012 році.
Три зіткнення з хмарами
Група під керівництвом Мерав Опер із Бостонського університету відтворила минулий шлях геліосфери за допомогою комп’ютерного моделювання. Результати опубліковані в рецензованому журналі Annual Review of Astronomy and Astrophysics.
За цими розрахунками, впродовж останніх кількох мільйонів років Сонячна система щонайменше тричі проходила крізь дуже холодні скупчення газу і пилу. Тиск такої хмари стискав оболонку сильніше за орбіту Землі, тож планета на певний час втрачала захист від міжзоряного середовища, як повідомляє NASA.
Сліди у донних відкладеннях
Моделювання вказує на три періоди. Це приблизно від 2 до 3 млн років тому, від 6 до 7 млн і від 13 до 14 млн.
Ці дати збігаються з геологічними даними. Хімічні елементи, характерні для міжзоряного пилу, знаходили в кернах глибоководних відкладень, в антарктичному снігу та в місячних зразках саме такого віку.
У розрахунках контакт із щільною холодною хмарою водню збільшував вміст водяної пари в атмосфері та змінював процеси у верхніх шарах повітря. Наслідки поступово доходили й до поверхні, а отже, могли вплинути на давні кліматичні коливання, зокрема на льодовикові періоди.
Парадокс слабкого молодого Сонця
Приблизно 3 млрд років тому наше світило давало лише 70 % нинішньої яскравості. За такої освітленості Земля мала б замерзнути повністю, про що пише ScienceDaily.
Геологічні свідчення показують інше. Стабільна рідка вода існувала на планеті задовго до тієї епохи. Цю суперечність називають парадоксом слабкого молодого Сонця.
Дослід із протонами
Астрофізик Володимир Айрапетян із Центру космічних польотів імені Годдарда NASA звернув увагу на молоді зорі, схожі на Сонце. За даними космічного телескопа Kepler, такі світила щодня породжують надпотужні спалахи й викидають потоки високоенергетичних частинок.
Команда відтворила атмосферу давньої Землі в герметичній камері, змішавши молекулярний азот, аміак, вуглекислий газ і чадний газ. Суміш обстріляли протонами, імітуючи наслідки спалахів. Так утворився закис азоту, парниковий газ, у триста разів потужніший за вуглекислий. Роботу опублікували в рецензованому журналі The Astrophysical Journal Letters.
Частину цих молекул руйнувало жорстке ультрафіолетове випромінювання. Проте розрахунки показали, що навіть десятої частини вистачило б, щоб прогріти екваторіальні широти до температури близько 5 °C. Помірне тепло трохи вище точки замерзання виявилося ще й сприятливішим для утворення довгих ланцюжків амінокислот, ніж вища температура.
