Медленнее, чем другие звезды. Наше Солнце было в своей молодости, по-видимому, менее активным и менее быстрым в движении, чем многие другие молодые звезды. Признаки этого были обнаружены астрономами в содержании натрия и калия в лунной породе. Как свидетельствуют результаты исследования, молодому Солнцу требовалось около девяти-десяти дней на один оборот в течение первого миллиарда лет - то есть это была одна из самых медленных из всех известных звезд. Но именно это и могло сделать раннюю Землю не враждебной к жизни.
Наше Солнце в своей юности, вероятно, было относительно спокойной, медленно вращающейся звездой, о чем свидетельствуют анализы лунных пород. © NASA/ SDO
Когда наше Солнце появилось около 4,6 миллиардов лет назад, оно было еще более беспокойным и активным, чем сегодня. Как это вообще характерно для молодых звезд, оно многократно выбрасывало большое количество излучения и плазмы в космос - и, таким образом, стимулировало развитие планет. Например, в этот период Марс мог потерять большую часть своей атмосферы и воды, в то время как Земля, защищенная более сильным магнитным полем, пережила эту фазу в значительной степени невредимой.
Как быстро вращалось молодое Солнце?
Но один вопрос до сих пор остается в значительной мере неясным: насколько быстро вращалось молодое Солнце? «Мы не знаем, как выглядело Солнце в первый миллиард лет своего существования, но это чрезвычайно важно», - объясняет Прабал Саксена из Центра космических полетов имени Годдарда NASA. Дело в том, что скорость вращения звезды влияет на ее магнитное поле, а также на силу и частоту солнечных выбросов.
Из наблюдений других звезд известно, что быстро вращающиеся звезды более активны, чем более медленные, и что молодые звезды вращаются быстрее, чем старые. Но вопрос заключается в другом: астрономы могут только догадываться, принадлежало ли молодое Солнце к довольно быстрым или к медленным представителям своего рода. Им просто не хватает однозначных подтверждений.
Лунный камень как машина времени
И вот теперь Саксена и ее команда, возможно, нашли своеобразную машину времени, позволяющую заглянуть в эпоху раннего Солнца. Они столкнулись с этим, когда проанализировали состав лунных камней, доставленных миссиями «Аполлон» для другого исследования. Характерным для этой породы является значительно более низкое содержание натрия и калия по сравнению с породами земной коры.
Кусок лунной породы, доставленный на Землю астронавтами «Аполлона-16». © NASA/JSC
Основной момент при этом: количество этих более летучих элементов в лунном реголите зависит не только от типа породы, но и от воздействий окружающей среды, в том числе от разрушающих воздействий солнечных штормов. Если такой поток плазмы попадает на незащищенную лунную поверхность, частицы с высокой энергией все сильнее вытягивают более легкие элементы обратно в космос.
Это и стало начальной точкой исследования Саксены и ее команды: они реконструировали путем моделирования, насколько сильными и частыми должны были быть солнечные бури в ранний период Солнечной системы, чтобы снизить первоначальное «земное» содержание натрия и калия в лунной коре до сегодняшних уровней. Исследователи также не упускают из внимания и другие факторы, такие как удары метеоритов, извержения вулканов и влияние магнитного поля.
Десять дней на один оборот
Результат оказался таковым: если бы Солнце было быстро вращающейся звездой, его мощные извержения вырвали бы из незащищенной лунной коры почти весь натрий и калий. «Солнце производило бы по крайней мере десять раз в день интенсивные супервспышки», - говорит Саксена. - «И даже магнитное поле Земли не оказалось бы достаточно сильным, чтобы защититься от такого агрессивного воздействия. Давление воздуха на Земле упало бы так сильно, что планета потеряла бы свою воду». Но это было не так.
Вместо этого, содержание элементов в лунном реголите указывает на то, что Солнце вращалось довольно медленно и, соответственно, было более спокойным. По словам астрономов, нашей звезде требовалось от девяти до десяти дней, чтобы совершать один оборот в течение первого миллиарда лет своего существования. Следовательно, наше Солнце было одним из «медленных» среди молодых звезд, объясняют Саксена и ее команда. С тех пор скорость его вращения уменьшилась еще больше: Сегодня солнцу необходимо для одного оборота около 45 дней.
Необходимо больше лунных проб
Тем не менее, результаты Саксены и ее команды имеют один, но очень значительный недостаток: они основаны на значениях натрия и калия лишь в тех немногих камнях, которые астронавты «Аполлона» доставили с Луны почти 50 лет назад. При этом доставленные образцы происходят лишь из нескольких мест вблизи лунного экватора, которые не относится к самым старым участкам лунной коры.
Тем не менее, шанс на более точные значения может прийти, благодаря предстоящим пилотируемым миссиям. NASA планирует высадить первых астронавтов в лунных южных полярных регионах уже в 2024 году. В тамошних кратерах ученые-планетологи рассчитывают обнаружить не только водяной лед, но и очень старые, хорошо сохранившиеся лунные породы. А в них сигнатура молодого Солнца может оказаться еще более четкой, надеются Саксена и ее команда. «Ценность образцов, взятых из разных областей Луны, для нашего исследования очевидна», - утверждают они.
