«Согласовано» «Утверждаю»
Председатель ПЦК Председатель педагогического совета
А. Кадыркулова _____________К. Мамбеткалиева
Протокол №___от «____»__________2017г. «____»_____________2017г.
Тесты по дисциплине
«Астрономия»
Основной образовательной программы по направлению подготовки (специальности)
Для специальностей: Правоведение, Экономика и бухгалтерский учет,
Преподавание в начальных классах.
Тесты разработала:
Н. Отунчиева
Ст. преподаватель
ТЕСТОВЫЕ ЗАДАНИЯ
по предмету «Астрономия»
вариант №1
1) Что изучает наука астрономии?
А) Она изучает происхождение, развитие, свойства объектов, наблюдаемых на небе, а также процессы, связанные с ними.
Б) Она изучает в целом весь космос, его структуру и возможности.
В) Изучает развитие и размещение звезд.
2) Согласно предметов и методов исследований астрономию разделяют на:
А) только три основные группы: астрометрию, астрофизику и звездную астрономию.
Б) на две группы и подгруппы: астрофизику (астрометрию, небесная механика) и звездную астрономию (физическое космология)
В) на пять групп: астрометрию, небесную механику, астрофизику, звездную астрономию, физическую космологию.
3) Какая самая большая звезда?
А) Солнце
Б) VY Большого Пса
В) VV Цефея A
4) В каком году запустили первый искусственный спутник Земли?
А) 1957г.
Б) 1960
В) 1975г.
5) Дать определение, Луна это
А) единственный естественный спутник планеты Земля
Б) не единственный естественный спутник планеты Земля
В) Звезда
6) Сколько планет вращаются вокруг солнца?
А) 6
Б) 7
В) 8
7) Какая по счету из них Земля?
А) 5
Б) 3
В) 4
8) Какая планета солнечной системы наиболее сейсмически активная?
А) Марс
Б) Венера
В) Земля
9) Сколько лет имеет земля?
А) образовалась 5 млрд лет назад
Б) примерно 4,7 млрд лет назад
В) примерно 4.5млрд лет назад
10) что такое черная дыра?
А) астрофизический объект, который создает столь мощную силу притяжения, что никакие, как угодно быстрые частицы, не могут покинуть его поверхность, в том числе свет.
Б) поглощает в себя все световые частички
В) втягивает в себя все что вокруг, но через определенный период растворяется и освобождает объект
11) В XX веке астрономия разделилась на две основные области:
А) наблюдательный и теоретическую
Б) механическую и естественную
В) конструктивную и общее
12) изучающая рентгеновская астрономия?
А) Строение тел
Б) астрономические объекты в рентгеновском диапазоне
В) рентгеновскую построение
13) маленькая планета в солнечной системе
А) Меркурий
Б) Венера
В) Марс
14) в какой галактике находится планета Земля?
А) Млечный путь
Б) Андромеды
В) Треугольника
15) в которой из планет пыль образует кольца?
А) Марс
Б) Сатурн
В) Юпитер
ТЕСТОВЫЕ ЗАДАНИЯ
по предмету «Астрономия»
Вариант №2
1) В Древней Греции светила (солнце и луну) олицетворяли боги
а) Амон и Ях
б) Ишьчель и Тонатиу
в) Зевс и Гера
г) Гелиос и Селена
2) Ближайшая к Земле звезда – это
а) Венера, в древности называемая «утренней звездой»
б) Солнце
в) Альфа Центавра
г) Полярная звезда
3) Из каких двух газов, в основном, состоит Солнце?
а) кислород
б) гелий
в) азот
г) аргон
д) водород
4) Какова температура поверхности Солнца?
а) 2.800 градусов Цельсия
б) 5.800 градусов Цельсия
в) 10.000 градусов Цельсия
г) 15 млн градусов Цельсия
5) Солнечная энергия является результатом
а) термоядерного синтеза
б) горения
6) Внешняя излучающая поверхность Солнца называется
а) фотосферой
б) атмосферой
в) хромосферой
7) Какие лучи не воспринимает человеческий глаз? (выбрать два ответа)
а) белый свет
б) красный цвет
в) фиолетовый цвет
г) инфракрасное излучение
д) ультрафиолетовое излучение
8) Слой какого газа защищает Землю от космической радиации?
а) кислорода
б) озона
в) гелия
г) азота
9) Форма орбиты Земли:
а) эллипс
б) круг
в) параллелограмм
10) Самый длинный день в году
а) 21-22 декабря
б) 20-21 марта
в) 23 сентября
г) 21-22 июня
11) Причиной смены времён года на Земле является
а) наклон земной оси
б) форма орбиты Земли
в) расстояние до Солнца
г) солнечные затмения
12) Лидерами потребления солнечной энергии являются
а) люди
б) животные
в) грибы
г) растения
13) Фотосинтез возможен благодаря наличию в клетках растений
а) глюкозы
б) хлорофилла
в) углекислого газа
г) кислорода
14) В каком веке начались разработки по использованию солнечной энергии?
а) в 1 веке н.э.
б) в 14 веке
в) в 20 веке
г) в 21 веке
15) Закон всемирного тяготения сформулировал
а) Исаак Ньютон
б) Клавдий Птолемей
в) Галилео Галилей
г) Николай Коперник
ТЕСТОВЫЕ ЗАДАНИЯ
по предмету «Астрономия»
вариант №3
1) Процесс образования планет может длиться:
а) 10.000 лет
б) 100.000 лет
в) 1.000.000.000 лет
г) 100.000.000 лет
2) Солнце зажглось приблизительно
а) 100 млн. лет назад
б) 1 млрд. лет назад
в) 4,5 млрд лет назад
г) 100 млрд. лет назад
3) Преимущественно из газов состоят следующие планеты:
а) Меркурий и Марс
б) Плутон и Юпитер
в) Венера и Земля
г) Марс и Сатурн
4) В процессе старения Солнце превратиться
а) в синего карлика
б) в красного карлика
в) в красного гиганта
г) в синего гиганта
5) Белый карлик – это
а) потухшая и остывающая звезда
б) только что образовавшаяся звезда
в) звезда, находящаяся очень далеко от Земли
г) газовая планета
6) Сверхновая звезда рождается
а) из газопылевого облака
б) из чёрной дыры
в) в результате взрыва красного гиганта
г) в результате взрыва белого карлика
7) Нейтронная звезда
а) невероятно мала (относительно космических объектов) и легка
б) невероятно мала и тяжела
в) очень велика и легка
г) очень велика и тяжела
8) «Провалом в пространстве» можно назвать
а) нейтронную звезду
б) сверхновую звезду
в) белого карлика
г) чёрную дыру
9) Наука о небесных светила, о законах их движения, строения и развития, а также о строении и развитии Вселенной в целом называется …
а) Астрометрия
б) Астрофизика
в) Астрономия
г) Другой ответ
10) Гелиоцентрическую модель мира разработал …
а) Хаббл Эдвин
б) Николай Коперник
в) Тихо Браге
г) Клавдий Птолемей
11) К планетам земной группы относятся …
а) Меркурий, Венера, Уран, Земля
б) Марс, Земля, Венера, Меркурий +
в) Венера, Земля, Меркурий, Фобос
г) Меркурий, Земля, Марс, Юпитер
12) Вторая от Солнца планета называется …
а) Венера
б) Меркурий
в) Земля
г) Марс
13) Самых главных фаз Луны насчитывают …
а) две
б) четыре
в) шесть
г) восемь
14). Квадраты периодов обращения планет относятся как кубы больших полуосей орбит. Это утверждение …
а) первый закон Кеплера
б) второй закон Кеплера
в) третий закон Кеплера
г) четвертый закон Кеплера
15) Затмение Солнца наступает …
а) если Луна попадает в тень Земли.
б) если Земля находится между Солнцем и Луной
в) если Луна находится между Солнцем и Землей
г) нет правильного ответа.
1 вариантответы
№2 варианта
ответы
№3 варианта
ответы
1
А
1
Г
1
Г
2
В
2
Б
2
В
3
Б
3
Б,Д
3
Б
4
А
4
Б
4
В
5
А
5
А
5
А
6
В
6
В
6
Г
7
Б
7
Г,Д
7
Б
8
В
8
Б
8
Г
9
Б
9
А
9
В
10
А
10
Г
10
Б
11
А
11
А
11
Б
12
Б
12
Г
12
А
13
А
13
Б
13
Г
14
А
14
В
14
В
15
Б
15
А
15
В
Мы полностью зависим от нашей звезды - Солнца. Земля вращается вокруг своей оси, Солнце медленно поднимается над горизонтом и весь день освещает и греет поверхность земли и все, что на ней находится. Не будь Солнца, не было бы и жизни.
Что было до Солнца? Как оно образовалось?
Еще пять миллиардов лет назад ни Солнца, ни девяти окружающих его планет не было.
Атомы, из которых состоят наши тела, летали в межзвездном пространстве в облаках газа и пыли. Ученые думают, что это газовое облако, состоявшее преимущественно из водорода, вращалось вокруг своей оси. Чем больше облако собирало пыли и газа, тем сильнее оно стягивалось, то есть уменьшалось.
Сила, заставлявшая облако сжиматься,- это сила гравитации. Внутри облака частицы притягивались к частицам, соединяясь вместе. Постепенно облако начало синхронно вращаться всеми своими частями одновременно.
Интересный факт: свет, излучаемый Солнцем, равен по мощности свету 4 триллионов электрических лампочек.
Пример образования Солнца
Чтобы наглядно показать, как это произошло, астроном Уильям Хартманн предложил простой опыт. Надо взболтать чашку кофе. Жидкость в чашке перемещается беспорядочно. Если капнуть в чашку немного молока, то частицы кофе начнут вращаться в одном направлении. Нечто подобное. Происходило и в облаке, в котором мало – помалу беспорядочное перемещение частиц заменялось их упорядоченным синхронным вращением, то есть облако начало целиком вращаться в одном направлении.
Материалы по теме:
Самые большие планеты Вселенной
Ученые добавили к этой истории драматический поворот. Они считают, что при формировании облака недалеко от него взорвалась звезда. При этом мощные потоки вещества разлетелись в разные стороны. Часть этого вещества смешалась с веществом газопылевого облака нашей Солнечной системы. Это привело к еще более быстрому сжатию облака.
Чем больше сжималось облако, тем быстрее оно вращалось, как фигуристка, которая, вращаясь, прижимает руки к телу (и тоже начинает вращаться быстрее). Чем быстрее вращалось облако, тем сильнее изменялась его форма. В центре облако стало более выпуклым, так как там скопилось больше вещества. Периферическая часть облака осталась плоской. Скоро форма облака напоминала форму пиццы с шариком посередине. Этот шарик, да, вы правильно догадались, было наше дитя - Солнце. Скопление газа в середине «пиццы» по размерам превосходило современную величину всей Солнечной системы. Ученые называют новорожденное Солнце протозвездой.
Материалы по теме:
Самая большая планета Солнечной системы - описание, строение, фото и видео
Как Солнце из газового шара превратилось в звезду?
Это происходило очень и очень медленно, на протяжение тысяч и тысяч лет, пока протозвезда и окружающее ее облако продолжали сжиматься под действием сил гравитации. Атомы, составляющие облако, сталкивались, выделяя тепло. Температура облака росла, особенно в более плотном центре, там частота столкновений атомов была выше. Газ в протозвезде начал светиться. В недрах формирующегося Солнца температура постепенно росла до миллионов градусов.
При таких немыслимо высоких температурах и столь же высоком давлении нечто новое стало происходить со стиснутыми и прижатыми друг к другу атомами. Атомы водорода начали соединяться друг с другом, образуя атомы гелия. Каждый раз, когда водород превращался в гелий, освобождалось небольшое количество энергии - тепловой и световой. Так как этот процесс происходил всюду в ядре Солнца, то эта энергия залила светом всю Солнечную систему. Солнце включилось, как электрическая лампа гигантских размеров. С этого момента Солнце стало живой звездой, такой же, какие мы видим на ночном небосклоне.
Материалы по теме:
Интересные факты о космосе
Ядерный синтез Солнца
Солнце продуцирует энергию в ходе процесса, который называется ядерным синтезом. Ядерный синтез - это управляемый взрыв в центре Солнца, где температура колеблется от 15 миллионов до 22 миллионов градусов Цельсия. Каждую секунду в недрах Солнца 4 миллиона тонн водорода превращаются в гелий. Мощность светового потока, который при этом излучается, равна мощности 4 триллионов электрических лампочек.
Интересный факт: когда Солнце было юным, оно было в 20 раз больше и в 100 раз ярче, чем сейчас.
Что станет с Солнцем дальше?
Стоит напомнить, что запасы водорода на Солнце ограничены. С течением времени состав нашего светила меняется. Если в начале своей истории Солнце состояло на 75 процентов из водорода и на 25 процентов из гелия, то теперь содержание водорода упало до 35 процентов. Как вы догадались, наступает момент, когда водород в недрах звезды исчезает. Как и всякое топливо, в конце концов, водород исчерпывается. Взять новый водород Солнцу негде. Ядро звезды теперь состоит из гелия. Ядро окружено тонкой водородной оболочкой. Водород оболочки продолжает превращаться в гелий, но звезда уже вступила в порядок упадка.
Солнце – единственная звезда нашей солнечной системы, а также центр и основа всего мироздания. Ни для кого не секрет, что без тепла и света жизнь на Земле была бы невозможной. Именно поэтому , еще с древних времен люди пытались найти ответ на вопрос, сколько же еще будет светить Солнце и перестанет ли оно светить вообще? Сегодня мы расскажем Вам о свойствах нашего светила и попробуем разобраться, сколько же ему осталось.
Солнце в цифрах
Диаметр
: 1,390,000км
Объем
: 1.4 x 10 27 м 3
Температура
: 5500°C
Масса
: 1.989 х 10 27 тонн или почти 2 триллиона квадриллионов тонн (двойка с 27 нулями)
Объем и масса Солнца
Солнце – самый большой объект нашей солнечной системы . Причем настолько большой, что его масса в 333,000 раз больше массы Земли , в 1048 раз больше массы Юпитера, и в 3498 раз больше массы Сатурна. Более того, если сложить массу всех объектов в нашей солнечной системе, доля Солнца будет составлять 99.8%.
Объем Солнца составляет 1.4 x 10 27 м 3 . Это значит, что оно примерно в 1.3 млн раз больше чем Земля. Несмотря на это, по сравнению с другими звездами, Солнце отнюдь не впечатляет размерами. Например, Бетельгейзе, одна из крупнейших среди известных астрономам звёзд, в 700 раз больше Солнца и почти в 14,000 раз ярче.
Температура на поверхности Солнца
Температура на поверхности Солнца составляет 5500-6000°C . Несмотря на это, на Солнце также есть и темные области (Солнечные пятна), температура которых равна примерно 3500°C. По предположениям ученых, энергия и тепло Солнца образуются благодаря термоядерной реакции в его ядре, и температура там составляет примерно 15 000 000 °C.
Химический состав Солнца и источник его энергии
По химическому составу Солнце в основном состоит из водорода (≈73 % от массы) и гелия (≈25 %). Это соотношение постоянно меняется, так как каждую секунду Солнце превращает 600 млн тонн водорода в 596 млн тонн гелия. Оставшиеся 4 млн тонн вещества превращаются в лучистую энергию, в результате чего и генерируется солнечное излучение. Заметьте, что все это происходит за 1 секунду и за это время Солнце выделяет в 1 млн раз больше энергии, чем расходует все человечество за год.
Возраст Солнца
Считается, что Солнце сформировалось примерно 4,59 млрд лет назад и за это время сожгло примерно половину своих запасов водорода. Средняя продолжительность жизни такого типа звезд составляет примерно 10 млрд лет. Таким образом, сейчас Солнце находится примерно в середине своего жизненного цикла и будет светить еще как минимум 5 млрд лет . С другой стороны, это свечение будет значительно отличаться от сегодняшнего. По мере того, как Солнце будет постепенно расходовать запасы своего водородного горючего, оно будет становиться всё горячее, а его светимость будет медленно, но неуклонно увеличиваться.
Через примерно 1,1 млрд лет от настоящего времени, наше дневное светило будет ярче на 11 %, чем сейчас. Это приведет к существенным климатическим изменениям на Земле и вымиранию большинству живых существ. Несмотря на это, жизнь может остаться в океанах и полярных областях. Интересно, что в этот момент, самой благоприятной для жизни планетой станет Марс.
Еще через 3,5 млрд лет , когда светилу «стукнет» 8 млрд лет, его яркость возрастёт на 40 %. К тому времени условия на Земле будут подобны условиям на Венере сегодня: вода с поверхности планеты полностью исчезнет и улетучится в космос. Эта катастрофа приведёт к окончательному уничтожению всех форм жизни на Земле.
Все это время Солнце будет увеличиваться в размерах. Приблизительно через 7,6-7,8 миллиардов лет , к возрасту 12,2 млрд лет, радиус светила будет примерно в 256 раз больше современного. Такие звезды называют красными гигантами. К тому времени, Солнце расширится настолько, что поглотит Землю.
После того как Солнце пройдёт фазу красного гиганта, его внешняя оболочка будет сорвана, и из неё образуется планетарная туманность. В центре этой туманности останется сформированный из ядра Солнца белый карлик, очень горячий и плотный объект, размером с Землю, который будет остывать и угасать в течение многих миллиардов лет.
СОЛНЦЕ ВАРИАНТ 1
1. По современным научным данным возраст Солнца составляет…
А) 2 миллиарда лет
Б) 5 миллиардов лет +
В) 500 миллиардов лет
Г) 300 миллиардов лет
2. Как называется линия на диске планеты или спутника, отделяющая освещенное (дневное) полушарие от тёмного (ночного).
А) Альмукантрат
Б) Параллакс
В) Терминатор +
Г) Факула
3. Самым распространенным элементом на Солнце является
Б) водород +
Г) этот вопрос не имеет смысла, так как Солнце - это плазма
4. Как называется поток мегаионизированных частиц (в основном гелиево-водородной плазмы), истекающий из солнечной короны со скоростью 300-1200 км/ c в окружающее космическое пространство?
А) протуберанцы
Б) космические лучи
В) солнечный ветер +
5. К какому спектральному классу относится Солнце?
6. В какой части Солнца протекают термоядерные реакции?
А) в ядре +
Б) в фотосфере
В) в протуберанцах
7. Затмение Солнца для наблюдателя наступает
А) если Луна попадает в тень Земли
Б) если Земля находится между Солнцем и Луной
В) если Луна находится между Солнцем и Землёй +
Г) нет правильного ответа
8. Какой слой Солнца является основным источником видимого излучения?
А) Хромосфера
Б) Фотосфера +
В) Солнечная корона
9. Какая звезда ближайшая к Солнцу?
А) Арктур
Б) Альфа Центавра
В) Бетельгейзе
Г) Проксима Центавра +
10.Какова температура поверхности солнца?
Г)15 000 000 0 С
Вариант 2
СОЛНЦЕ
1.Ближайшая к Земле звезда - это
А) Венера, с древности называемая «утренней звездой»
Б) Солнце +
В) Альфа Центавра
Г) Полярная звезда
2.Из каких двух газов, в основном, состоит Солнце?
А)кислород
Б) гелий +
Д) водород +
3. Какова температура поверхности Солнца?
а)2800 градусов Цельсия
б)5800 градусов Цельсия
в)10000 градусов Цельсия
г)15 млн градусов Цельсия
4.Солнечная энергия является результатом
а) термоядерного синтеза +
б) горения
5. Внешняя излучающая поверхность Солнца называется
А) фотосферой +
Б) атмосферой
В) хромосферой
6. Фотосинтез возможен благодаря наличию в клетках растений
А) глюкозы
б) хлорофилла +
в) углекислого газа
Г) кислорода
7. Чем объясняется движение Земли вокруг Солнца?
а) действием центробежной силы +
б) действием силы инерции
в) действием силы поверхностного натяжения
г) действием силы упругости
8. Согласно современным взглядам на происхождение Солнца и солнечной системы, они образовались из
а) Других звёзд и планет
б) Большого взрыва
в) газопылевого облака +
9. Солнце зажглось приблизительно
А) 100 млн. лет назад
Б) 1 млрд.лет назад
В) 4,5 млрд. лет назад +
Г) 100 млрд. лет назад
10. В процессе старения Солнце превратиться
а) в синего карлика
б) в красного карлика
в) в красного гиганта +
г) в синего гиганта
Вариант 3
Какая доля от общей массы Солнечной системы содержится в Солнце?
Что такое «солнечный ветер»?
Поток ионизированных частиц, распространяющийся до границ гелиосферы
Последняя внешняя оболочка Солнца
Комплекс явлений, вызванных генерацией сильных магнитных полей на Солнце
Выброс вещества из солнечной короны
Какая из перечисленных миссий занимается изучением Солнца?
Чему равна мера длины «астрономическая единица»?
Расстоянию от Солнца до Меркурия
Расстоянию от Солнца до Венеры
Расстоянию от Солнца до Земли
Расстоянию от Солнца до Юпитера
Последним этапом жизненного цикла Солнца является
Черная дыра
Нейтронная звезда
Белый карлик
Красный гигант
Возраст Солнца составляет примерно
3 миллиарда лет
4,5 миллиарда лет
7,2 миллиарда лет
10 миллиардов лет
К какому типу звезд по спектральной классификации относится Солнце?
Белый карлик
Желтый карлик
Белый гигант
Красный гигант
Красный карлик
В какой области Млечного Пути располагается Солнце?
Рукав Ориона
Горизонт событий
Рукав Персея
Темная зона
Цикл солнечной активности составляет примерно
В основном Солнце состоит из
Кислорода
Углерода
Водорода
Со лнце, 4 вариант
Солнце вращается вокруг своей оси
А) в направлении движения планет
Б) против направления движения планет +
В) оно не вращается
Г) вращаются только его отдельные части
2. Расстояние от Земли до Солнца называется
А) световым годом
Б) парсеком
В) астрономическая единица +
Г) годичный параллакс
3. По массе Солнце
А) равно суммарной массе планет солнечной системы
Б) больше суммарной массы планет +
В) меньше суммарной массы планет Г) этот вопрос некорректен, так как масса Солнца постоянно изменяется
4. Температура на поверхности Солнца примерно равна
А) 3000 0 С Б) 3000 0 К В) 6000 0 С Г) 6000 0 К
5. Что является источником энергии Солнца
А) Термоядерные реакции синтеза лёгких ядер
Б) Ядерные реакции химических элементов
В). Химические реакции
6. К какому классу звезд относится Солнце?
А) сверхгигант. Б) желтый карлик. В) белый карлик. Г) красный гигант.
7. Самым распространенным элементом на Солнце является
А) гелий Б) водород В) гелия и водорода примерно поровну
Г) этот вопрос не имеет смысла, так как Солнце – это плазма
8. Какие наблюдения подтвердили протекание термоядерных реакций синтеза гелия из водорода в солнечном ядре?
А) Наблюдение солнечного ветра
Б) Наблюдение солнечных пятен
В) Наблюдение рентгеновского излучения Солнца
Г) Наблюдение потока солнечных нейтрино.
9. Распределите солнечные слои, начиная с внешнего
А) фотосфера Б) корона В) хромосфера Г) ядро Д) протуберанцы
10. Видимая поверхность Солнца называется
А) хромосфера Б) фотосфера В)корона
11. Как называются постоянные образования в фотосфере
А) спикулы Б) гранулы в) протуберанцы
12. Где образуются протуберанцы?
А) в хромосфере Б) в фотосфере В) в солнечной короне Д) в ядре
13. Грануляция на Солнце объясняется
А) теплопроводностью Б) конвекцией В) излучением перенос энергии
14. Какими способами осуществляется перенос энергии из недр Солнца наружу
А) Теплопроводностью Б) Теплопередачей В) конвекцией Д) излучением
15. К солнечному излучению не относятся
А) тепловое излучение Б) солнечная радиация В) радиоволны
Г) магнитное излучение Д) электромагнитное излучение
16. Обладает ли Солнце магнитным полем?
А) да Б) нет В) нет однозначного ответа
17. Какие явления на Земле связаны с солнечной активностью?
А) магнитные бури, землетрясения, увеличение техногенных катастроф
Б) полярные сияния, ураганы, смерчи, землетрясения
В) полярные сияния, магнитные бури, повышение ионизации верхних слоев атмосферы
18. При каких процессах на Солнце происходят корпускулярные потоки и космические лучи?
А) при солнечном ветре Б) при конвекционном движении В) при хромосферных вспышках
Астроном Петрус Мартенс из Университета штата Джорджия (США) , что в древности Солнце было тяжелее, чем сегодня. Это позволяло молодой звезде светить так же ярко, как сегодня, и обеспечить пригодные для жизни условия на Земле и на Марсе. К настоящему времени светило стало легче. Исследование, доступное в библиотеке электронных препринтов arXiv.org, позволяет разрешить парадокс слабого молодого Солнца. Об истории жизнедеятельности светила рассказывает .
Молодое Солнце появилось примерно 4,5 миллиарда лет назад как объект главной последовательности . В соответствии со стандартной теорией эволюции звезд в древности Солнце было примерно на 30 процентов тусклее, чем сегодня. Остается загадкой, как с таким слабым светилом на молодой Земле было достаточно тепло, чтобы обеспечить ее поверхность жидкой водой. Это противоречие получило название парадокса слабого молодого Солнца.
Парадокс актуален и для Марса, на котором сотни миллионов лет существовали моря и океаны жидкой воды, хотя Красная планета получает примерно вдвое меньше солнечного света, чем Земля.
Геологические данные указывают на то, что на Земле и Марсе вода появилась рано. Прошлое же Солнца удается узнать, наблюдая за другими звездами главной последовательности. Симуляции свидетельствуют, что звезды спектральных классов G, к которым относится ближайшее к Земле светило, а также объекты классов K и M развиваются не слишком быстро, а зона обитаемости вокруг таких звезд постепенно смещается наружу.
Парадокс слабого молодого Солнца предлагали разрешить несколькими способами. Причиной нагревания атмосферы планеты назывался сильный парниковый эффект от двуокиси углерода или метана, геотермальная энергия от первоначально более теплого, чем сегодня, земного ядра, меньшего в древности альбедо Земли, жизни, развивающейся в холодной среде под ледниковым щитом толщиной 200 метров, предлагался даже вариант с переменной гравитационной константой.
Мартенс полагает, что большинство этих объяснений имеют серьезные недостатки. Например, непонятно, когда должен остановиться парниковый эффект, чтобы не произошло того, что случилось на Венере, атмосфера которой разогрета столь сильно, что в ней практически невозможна жизнь. Кроме того, в древних геологических образцах пока не найдено достаточных следов избыточного содержания углекислого газа.
Мартенс полагает, что многие объяснения парадокса молодого Солнца учитывают только процессы, происходящие на Земле, а не на Марсе, и не предполагают объяснение этого противоречия для других планетных систем. В связи с этим американский астроном решил вспомнить старую, но непопулярную сегодня гипотезу, согласно которой древнее Солнце было более массивным, чем в настоящее время.
Относящееся к одному и тому же спектральному классу светило испускает тем больше энергии, чем оно тяжелее. Это означает, что, если в древности Солнце при современных размерах светило на 30 процентов слабее, можно подсчитать, насколько ближайшая к Земле звезда была тяжелее, чтобы светить так, как сегодня.
Около трех миллиардов лет назад, согласно оценкам ученого, светило теряло примерно 0,0000000000075 своей массы каждый год (около трех процентов начальной массы за три миллиарда лет существования); в настоящее время эта величина на два порядка ниже и несущественна для учета изменения яркости звезды. К подобным выводам ученый пришел, обратив внимание на то, что с течением времени Солнце и большинство подобных звезд замедляют вращение.
По мнению автора, это происходит из-за потери Солнцем и подобными ему звездами своей массы (при выполнении закона сохранения углового момента). Например, крупный компаньон двойной звезды 70 Змееносца примерно в 1,1 раза легче Солнца, имеет возраст 0,8 миллиарда лет и становится легче со скоростью 0,000000000003 солнечной массы в год. Для того чтобы на местных планетах возникли пригодные для существования жидкой воды условия, такой режим потери массы должен поддерживаться около 2,4 миллиарда лет.
Потеря Солнцем и похожими светилами своих масс в древности должна была сопровождаться возникновением устойчивых и сильных солнечных (звездных) ветров. Современное Солнце не производит таких выбросов материи. Может показаться, что у светила не было причин это делать и раньше, поэтому гипотеза древнего массивного Солнца непопулярна. Мартенс полагает, что это не так: текущей скорости потери массы Солнцем недостаточно, чтобы замедлиться с начальных четырех-пяти суток до современных 26 суток.
Точка зрения Мартенса не объясняет, каким образом должна сохраниться жизнь на планете, облучаемой сильными звездными ветрами. Между тем объяснения парадокса молодого Солнца, основанные на парниковом эффекте, не теряют актуальности, к тому же с течением времени данные теории дополняются.
Например, в наполнении атмосферы Земли углекислым газом и метаном могут принимать участие не только вулканы, но и астероиды. Так, ученые новую модель газовыделения на Земле, которая продемонстрировала достаточную силу парникового эффекта для существования жидких океанов уже на ранних этапах развития планеты, в условиях слабого освещения. В отличие от предыдущих исследований, также предлагающих возможное объяснение наличия жидкой воды на древней Земле при помощи вулканической дегазации (выделении в атмосферу при извержениях вулканов парниковых газов), новая работа учитывает активную бомбардировку планеты астероидами.
Достигающие ста километров в диаметре, эти небесные тела при падении на Землю вызывают расплавление больших объемов пород, создающих огромные лавовые озера. По мере своего охлаждения они выпускают достаточное количество углекислого газа и таким образом разогревают атмосферу. Бомбардировка планеты, по мнению ученых, привела и к высвобождению из ее недр серы, необходимой для формирования органической жизни.