Ученый Сибирского федерального университета (СФУ) и его коллеги из Австрии и Германии построили модель формирования планет небольшой массы, таких как Марс и Венера. На основе этой модели ученые сделали вывод, что у Марса в Солнечной системе не было никаких шансов развиться в планету с плотной атмосферой и биосферой. У Венеры же это зависело от поведения Солнца: по мнению ученых, Венера смогла бы удержать свою атмосферу лишь при условиях относительно слабой активности молодого Солнца. Исследование представлено в журнале Icarus.
Модель предполагает, что Марс и Венера возникли из протопланет, а те, в свою очередь, из газопылевых облаков. Планетные «эмбрионы» сталкиваются, образуют протопланеты, те разогреваются, и на них возникают океаны магмы. В то время когда они затвердевают, летучее содержимое мантий формирует плотную и горячую атмосферу с преобладанием воды и углекислого газа. Однако низкая сила притяжения планет «марсианской» массы и интенсивное ультрафиолетовое излучение молодых звезд заставляет атмосферы улетучиваться.
Сначала «утягивается» относительно легкий водород, а он, как показало моделирование, тянет вместе с собой более тяжелые элементы: кислород, углекислый газ и инертные газы. Дело в том, что водородный «ветер», формирующийся в верхних слоях атмосферы, способен увлекать с собой и более тяжелые частицы, проникающие из более низких слоев атмосферы. Точно так же достаточно сильный ветер в земной атмосфере может увлекать с собой различные мелкие частицы пыли, аэрозоли и другие вещества.
Исследователи рассмотрели широкий класс возможных сценариев того, как менялась активность Солнца. Они использовали известные эмпирические модели зависимости ультрафиолетового излучения от возраста молодых звезд, полученные на основе астрономических наблюдений. Однако при любом сценарии планеты типа Марса теряют свою газовую оболочку и, следовательно, обречены потерять воду. Потеря газовой оболочки происходит всего за десять миллионов лет — очень небольшой промежуток для временных масштабов Солнечной системы.
«Доступные нам данные о составе атмосферы Венеры позволили заглянуть в прошлое и понять, как вело себя Солнце, — отметил соавтор статьи Николай Еркаев, профессор кафедры прикладной механики Политехнического института СФУ. — Судя по всему, оно отличалось низкой активностью».
Что касается Венеры, то при одних сценариях (очень активное Солнце) она бы потеряла атмосферу, а при других (умеренно активное Солнце) сохранила бы — как и получилось в действительности. Результаты моделирования в целом говорят в пользу того сценария, согласно которому активность Солнца была низкой, и атмосфера с небольшим количеством остаточного водорода образовалась из протопланетной туманности на раннем этапе формирования планеты. В иных случаях в ходе эволюции планеты теряется слишком много углекислого газа (CO2), что несовместимо с нынешней атмосферой Венеры. То есть, согласно использованной учеными модели, чтобы Венера стала такой, какой она стала в действительности, Солнце на ранних этапах развития Солнечной системы должно было быть относительно слабым.
Главная 
