Модель планет, подобных Марсу, проливает свет на активность раннего Солнца
Ученый из Сибирского федерального университета Николай Еркаев и его коллеги из Австрии и Германии построили физическую и математическую модели формирования планет размером с Венеру и Марс. Команда пришла к выводу, что у Марса не было шанса развить толстую атмосферу и биосферу. В случае Венеры эта возможность зависела от активности Солнца: согласно ученым эта планета смогла удержать свою атмосферу благодаря тому факту, что активность молодого Солнца была относительно низкой.
Согласно этой модели Марс и Венера развиваются из протопланет (а те, в свою очередь – из облаков газа и пыли). «Зародыши» планет сталкиваются и формируют таким образом протопланеты. Эти протопланеты разогреваются, и на их поверхностях формируются океаны магмы. При затвердевании этих океанов магмы летучие вещества формируют толстую и горячую атмосферу, которая в основном состоит из воды и диоксида углерода. Однако в случае планет подобных Марсу происходит потеря атмосферы в космос из-за низкого уровня гравитации и высокой светимости молодых звезд в УФ-диапазоне. Водород является самым легким газом, и он первым отходит в космос, захватывая с собой более тяжелые элементы (кислород, диоксид углерода, а также благородные газы).
Исследователи рассмотрели широкий спектр возможных сценариев, описывающих изменения солнечной активности. Однако во всех этих сценариях планеты, подобные Марсу, теряли атмосферу в течение не более чем 10 миллионов лет – «мгновение ока» в масштабах возраста Солнечной системы, составляющего 4,57 миллиарда лет. Однако планеты, подобные Венере, теряли атмосферу лишь в случае сценариев с относительно высокой активностью раннего Солнца, в то время как в сценариях с умеренной активностью светила планеты, подобные Венере, сохраняли свою атмосферу. Таким образом, согласно этой модели наличие у Венеры атмосферы в настоящее время свидетельствует о том, что активность Солнца в ранние годы существования Солнечной системы была относительно низкой.
Исследование опубликовано в журнале Icarus.