Une solution au paradoxe du jeune soleil pâle

En ce qui concerne l'origine de la vie sur Terre il y a environ quatre milliards d'années, il y a un problème. À cette époque, le jeune Soleil était environ 75 % plus faible qu'il ne l'est maintenant. Cela aurait rendu la Terre beaucoup plus froide, en fait, trop froide pour l'eau liquide.

Cependant, nous savons que l'eau liquide est essentielle à la vie et nous savons d'après les archives fossiles que la vie existait sur Terre à l'époque. De l'eau liquide doit avoir été présente. Alors, qu'est-ce qui gardait l'eau chaude ?

Ce problème, connu sous le nom de paradoxe du jeune Soleil faible, a troublé les astronomes depuis les années 1970, lorsqu'il a été signalé par Carl Sagan et ses amis. Il a suggéré que l'atmosphère terrestre à cette époque devait être riche en dioxyde de carbone et que l'effet de serre qui en résultait était responsable du réchauffement. D'autres preuves, cependant, suggèrent que l'atmosphère n'aurait pas pu avoir assez de CO2 pour faire l'affaire. Le blog arXiv a regardé à d'autres solutions possibles dans le passé aussi.

Aujourd'hui, Christoffer Karoff de l'Université de Birmingham et un ami font une nouvelle suggestion basée sur leur étude de kappa Ceti, une étoile à quelque 30 années-lumière de la constellation de Cetus qui ressemble beaucoup à notre Soleil puisqu'elle aurait été de quatre milliards. il y a des années.

Il s'avère que Kappa Ceti n'est guère plus intéressant que les astronomes ne le pensaient autrefois. Cette jeune étoile, dit Karoff, produit des éruptions et des éjections de masse coronale à un taux trois fois supérieur à celui de notre Soleil d'aujourd'hui. L'implication, bien sûr, est que notre Soleil a dû être tout aussi actif lorsqu'il avait le même âge que le kappa Ceti (environ 700 millions d'années).

Mais alors quoi? Comment les éjections de masse coronale ont-elles pu rendre la Terre plus chaude ? La réponse réside dans un phénomène connu sous le nom de diminution de Forbush, du nom de l'astronome Scott Forbush qui a étudié les rayons comsiques galactiques dans les années 1930 et 1940.

Forbush a découvert que le nombre de rayons cosmiques galactiques frappant la Terre diminuait jusqu'à 30 % en un jour environ après que le Soleil eut produit une éjection de masse coronale. La raison en est que ces éjections sont des nuages ​​géants de gaz ionisé enveloppés de puissants champs magnétiques. Ces champs éloignent simplement les rayons cosmiques de la Terre.

Donc, si le Soleil primitif produisait beaucoup plus d'éjections de masse coronale, beaucoup moins de rayons cosmiques seraient arrivés sur Terre.

Et c'est là qu'une autre idée entre en jeu. Ces dernières années, divers climatologues ont émis l'hypothèse que les rayons cosmiques engendraient la formation de nuages ​​dans la basse atmosphère. L'idée est qu'ils ionisent les molécules et les particules de poussière qui deviennent alors des points focaux sur lesquels les gouttelettes se condensent.

Ainsi, moins de rayons cosmiques entraînent moins de nuages. Il existe même des preuves que la couverture nuageuse diminue lors d'une diminution de Forbush, bien qu'il soit juste de dire qu'il y a un différend à ce sujet.

Donc la pensée de Karoff va comme ceci. Plus d'éjections de masse coronale dans le passé de la Terre conduisent à moins de rayons cosmiques frappant la Terre, ce qui conduit à moins de couverture nuageuse. Moins de couverture nuageuse signifiait que moins de lumière solaire aurait été réfléchie dans l'espace, ce qui aurait permis à la surface de se réchauffer.

Et c'est ce qui a gardé l'eau liquide à la surface de la Terre il y a quatre milliards d'années.

C'est compris?

Réf : arxiv.org/abs/1003.6043 : Comment le Soleil a-t-il affecté le climat lorsque la vie a évolué sur Terre ? - Une étude de cas sur le jeune jumeau solaire Kappa Ceti

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