El sol es la razón por la que estamos aquí. También es la razón por la que los marcianos o las venusinas no lo son.

Cuando el Sol era solo un bebé hace cuatro mil millones de años, pasó por violentos estallidos de intensa radiación, escupiendo abrasador, nubes y partículas de alta energía en todo el sistema solar. Estos dolores de crecimiento ayudaron a sembrar la vida en la Tierra primitiva al encender reacciones químicas que mantuvieron la Tierra cálida y húmeda. Todavía, Estos berrinches solares también pueden haber evitado que la vida emergiera en otros mundos al despojarlos de atmósferas y eliminar sustancias químicas nutritivas.

Cuán destructivos fueron estos estallidos primordiales para otros mundos habría dependido de la rapidez con que el bebé Sol girara sobre su eje. Cuanto más rápido giraba el sol, cuanto antes hubiera destruido las condiciones de habitabilidad.

Esta pieza crítica de la historia del Sol, aunque, ha atormentado a los científicos, dijo Prabal Saxena, un astrofísico en el Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA en Greenbelt, Maryland. Saxena estudia cómo el clima espacial, las variaciones en la actividad solar y otras condiciones de radiación en el espacio, interactúa con las superficies de planetas y lunas.

Ahora, él y otros científicos se están dando cuenta de que la Luna, donde la NASA enviará astronautas para 2024, contiene pistas sobre los antiguos misterios del Sol, que son cruciales para comprender el desarrollo de la vida.

"No sabíamos cómo era el Sol en sus primeros mil millones de años, y es muy importante porque probablemente cambió la forma en que evolucionó la atmósfera de Venus y la rapidez con la que perdió agua. Probablemente también cambió la rapidez con la que Marte perdió su atmósfera, y cambió la química atmosférica de la Tierra, —Dijo Saxena.

La conexión Sol-Luna Saxena se topó con la investigación del misterio de la rotación del Sol temprano mientras contemplaba uno aparentemente no relacionado:¿Por qué? cuando la Luna y la Tierra están compuestas en gran parte del mismo material, ¿Hay significativamente menos sodio y potasio en el regolito lunar? o suelo lunar, que en el suelo de la Tierra?

Esta pregunta, también, revelado a través de análisis de muestras lunares de la era Apolo y meteoritos lunares encontrados en la Tierra, ha desconcertado a los científicos durante décadas y ha desafiado la teoría principal de cómo se formó la Luna.

Nuestro satélite natural tomó forma, dice la teoría, cuando un objeto del tamaño de Marte se estrelló contra la Tierra hace unos 4.500 millones de años. La fuerza de este choque envió materiales a la órbita, donde se fusionaron en la Luna.

"La Tierra y la Luna se habrían formado con materiales similares, entonces la pregunta es, ¿Por qué la Luna se agotó en estos elementos? ", dijo Rosemary Killen, un científico planetario de la NASA Goddard que investiga el efecto del clima espacial en atmósferas y exosferas planetarias.

Los dos científicos sospecharon que una gran pregunta informaba a la otra:que la historia del Sol está enterrada en la corteza lunar.

El trabajo anterior de Killen sentó las bases para la investigación del equipo. En 2012, Ella ayudó a simular el efecto que la actividad solar tiene sobre la cantidad de sodio y potasio que se entrega a la superficie de la Luna o que es eliminada por una corriente de partículas cargadas del Sol. conocido como el viento solar, o por poderosas erupciones conocidas como eyecciones de masa coronal.

Saxena incorporó la relación matemática entre la velocidad de rotación de una estrella y su actividad de destellos. Esta información fue obtenida por científicos que estudiaron la actividad de miles de estrellas descubiertas por el telescopio espacial Kepler de la NASA:cuanto más rápido gira una estrella, ellos encontraron, más violentas son sus eyecciones. "A medida que aprenda sobre otras estrellas y planetas, especialmente estrellas como nuestro Sol, empiezas a tener una idea más amplia de cómo evolucionó el Sol a lo largo del tiempo, —Dijo Saxena.

Usando sofisticados modelos de computadora, Saxena, Killen y sus colegas creen que finalmente pueden haber resuelto ambos misterios. Sus simulaciones por computadora, que describieron el 3 de mayo en el Cartas de revistas astrofísicas , muestran que el Sol temprano rotaba más lento que el 50% de las estrellas bebés. Según sus estimaciones, dentro de sus primeros mil millones de años, el Sol tardó al menos de 9 a 10 días en completar una rotación.

Ellos determinaron esto simulando la evolución de nuestro sistema solar bajo un lento, medio, y luego una estrella que gira rápidamente. Y descubrieron que solo una versión, la estrella de rotación lenta, era capaz de lanzar la cantidad correcta de partículas cargadas a la superficie de la Luna para arrojar suficiente sodio y potasio al espacio a lo largo del tiempo para dejar las cantidades que vemos en las rocas lunares hoy.

"El clima espacial fue probablemente una de las principales influencias de cómo evolucionaron todos los planetas del sistema solar, "Saxena dijo, "por lo que cualquier estudio de habitabilidad de planetas debe considerarlo".

Vida bajo el sol temprano La tasa de rotación del sol temprano es en parte responsable de la vida en la Tierra. Pero para Venus y Marte, ambos planetas rocosos similares a la Tierra, puede haberlo excluido. (Mercurio, el planeta rocoso más cercano al Sol, nunca tuve la oportunidad.)

La atmósfera de la Tierra fue una vez muy diferente de la que está dominada por el oxígeno que encontramos hoy. Cuando la Tierra se formó hace 4.600 millones de años, una delgada envoltura de hidrógeno y helio se adhirió a nuestro planeta fundido. Pero los estallidos del joven Sol eliminaron esa neblina primordial en 200 millones de años.

A medida que la corteza terrestre se solidificó, los volcanes tosieron gradualmente una nueva atmósfera, llenando el aire de dióxido de carbono, agua, y nitrógeno. Durante los próximos mil millones de años, la vida bacteriana más temprana consumió ese dióxido de carbono y, a cambio, liberado metano y oxígeno a la atmósfera. La Tierra también desarrolló un campo magnético, que ayudó a protegerlo del sol, permitiendo que nuestra atmósfera se transforme en el aire rico en oxígeno y nitrógeno que respiramos hoy.

"Tuvimos suerte de que la atmósfera de la Tierra sobreviviera a los tiempos terribles, "dijo Vladimir Airapetian, un heliofísico y astrobiólogo senior de Goddard que estudia cómo el clima espacial afecta la habitabilidad de los planetas terrestres. Airapetian trabajó con Saxena y Killen en el primer estudio de Sun.

Si nuestro Sol hubiera sido un rotador rápido, habría estallado con super bengalas 10 veces más fuertes que cualquier otra en la historia registrada, al menos 10 veces al día. Incluso el campo magnético de la Tierra no habría sido suficiente para protegerla. Las explosiones del sol habrían diezmado la atmósfera, reduciendo tanto la presión del aire que la Tierra no retendría agua líquida. "Podría haber sido un entorno mucho más duro, "Señaló Saxena.

Pero el Sol giraba a un ritmo ideal para la Tierra, que prosperó bajo la estrella temprana. Venus y Marte no tuvieron tanta suerte. Venus estuvo una vez cubierta de océanos de agua y puede haber sido habitable. Pero debido a muchos factores, incluyendo la actividad solar y la falta de un campo magnético generado internamente, Venus perdió su hidrógeno, un componente crítico del agua. Como resultado, sus océanos se evaporaron en sus primeros 600 millones de años, según estimaciones. La atmósfera del planeta se espesa con dióxido de carbono, una molécula pesada que es más difícil de eliminar. Estas fuerzas llevaron a un efecto invernadero desbocado que mantiene a Venus a 864 grados Fahrenheit (462 grados Celsius). demasiado caliente para la vida.

Marte, más lejos del Sol que la Tierra, parecería estar más a salvo de los estallidos estelares. Todavía, tenía menos protección que la Tierra. Debido en parte al débil campo magnético y la baja gravedad del planeta rojo, el Sol temprano fue capaz de eliminar gradualmente el aire y el agua. Hace unos 3.700 millones de años, la atmósfera marciana se había vuelto tan fina que el agua líquida se evaporó inmediatamente al espacio. (El agua todavía existe en el planeta, congelado en los casquetes polares y en el suelo.)

Después de influir en el curso de la vida (o la falta de ella) en los planetas interiores, el Sol envejecido ralentizó gradualmente su ritmo y continúa haciéndolo. Hoy dia, gira una vez cada 27 días, tres veces más lento que en su infancia. El giro más lento lo hace mucho menos activo, aunque el Sol todavía tiene estallidos violentos de vez en cuando.

Explorando la Luna, Testigo de la evolución del sistema solar Para aprender sobre el Sol temprano, Saxena dijo:no necesitas mirar más allá de la luna, uno de los artefactos mejor conservados del joven sistema solar.

"La razón por la que la Luna termina siendo un calibrador realmente útil y una ventana al pasado es que no tiene una atmósfera molesta ni placas tectónicas que resurjan la corteza". ", dijo." Así que, como resultado, puedes decir, 'Oye, si las partículas solares o cualquier otra cosa lo golpean, el suelo de la Luna debería mostrar evidencia de eso '".

Las muestras de Apolo y los meteoritos lunares son un excelente punto de partida para investigar el sistema solar temprano, pero son solo pequeñas piezas de un gran y misterioso rompecabezas. Las muestras son de una pequeña región cerca del ecuador lunar, y los científicos no pueden decir con total certeza de dónde vienen los meteoritos en la Luna, lo que dificulta su ubicación en un contexto geológico.

Dado que el Polo Sur alberga los cráteres en sombra permanente donde esperamos encontrar el material mejor conservado de la Luna, incluyendo agua helada, La NASA tiene como objetivo enviar una expedición humana a la región para 2024.

Si los astronautas pueden obtener muestras de suelo lunar de la región más al sur de la Luna, podría ofrecer más evidencia física de la tasa de rotación del Sol del bebé, dijo Airapetian, quien sospecha que las partículas solares habrían sido desviadas por el antiguo campo magnético de la Luna hace 4 mil millones de años y depositadas en los polos:"Así que cabría esperar, aunque nunca lo hemos visto, que la química de esa parte de la Luna, el expuesto al sol joven, estaría mucho más alterado que las regiones ecuatoriales. Así que hay mucha ciencia por hacer allí ".