Наблюдение за смещением орбиты Меркурия помогли ученым вычислить точную скорость, с которой Солнце «худеет» из-за термоядерных реакций и солнечного ветра.
«Нам удалось решить одну из наиболее фундаментальных и важных проблем в физике Солнца, применив методы планетологии.Мы смогли получить более точные оценки и приблизиться к новому пониманию того, как взаимодействуют друг с другом Солнце и планеты », – заявил Эрван Мазарико (Erwin Mazarico) из Центра космических полетов НАСА имени Годдарда (США).
Солнце, как и другие звезды, представляет собой гигантский природный термоядерный реактор, который превращает энергию, выделяемую в ходе слияния ядер водорода и других легких элементов, в свет и тепло. Кроме того, Солнце непрерывно выбрасывает в космос огромные количества раскаленной плазмы в виде так называемого «солнечного ветра – потока протонов, электронов и других частиц, разогнанных до очень высоких скоростей.
Уже более 50 лет, с того момента как этот феномен открыл советский зонд «Луна-1», ученые пытаются понять, как возникает солнечный ветер и как он влияет на поведение самого светила и восьми планет Солнечной системы.
Очевидное его следствие, как отмечает Мазарико, заключается в том, что Солнце непрерывно «худеет». Выброшенная материя ничем не заполняется, в результате масса светила плавно снижается.
Теоретические оценки показывают, что за все время своей жизни он должен потерять около 0,1% массы и это должно существенно повлиять на орбиты планет.
К примеру, к тому времени, когда Солнце исчерпает запасы «звездного горючего» и превратится в красного гиганта, Земля удаляется от него примерно на 150 тыс. километров, а орбиты Марса, Юпитера и более отдаленных планет сместятся еще сильнее. Это повлияет на их возможную заселенность и на то, как они будут взаимодействовать с астероидами и кометами.
Однако эти оценки крайне неточны – до сих пор астрономы не знали, с какой скоростью «худеет» Солнце и как быстро «уходят» от него планеты. Эту загадку, как отмечает Мазарико, помог решить Меркурий.
Меркурий, объясняет ученый, расположенный примерно в три раза ближе к Солнцу, чем Земля, поэтому уменьшение массы светила гораздо сильнее повлияет на состояние его орбиты и расстояние между точками максимального приближения к звезде и и максимального удаления от нее. В частности, наиболее грубые расчеты показывают, что за два года орбита Меркурия должна сместиться примерно на два метра.
Подобные сдвиги было бы невозможно заметить с Земли, но на орбите Меркурия долго работал зонд MESSENGER, который способен точно измерить, сколько времени тратят радиоволны на путешествие к Земле и обратно и как сильно они растягиваются.
Эти данные позволили Мазарико и его коллегами не только вычислить точную скорость, с которой Солнце теряет массу, но и проверить теорию относительности и выяснить, насколько сильно наше светило отличается по форме от идеального шара.
Расчеты показали, что каждый год Солнце «худеет» примерно на 179 триллионов тонн, что эквивалентно примерно 3,5% от общей массы земной атмосферы. Подобные значения, отмечают астрономы, чуть ниже теоретических оценок, но в принципе им отвечают.
Другие измерения, по словам Мазарико, показывают, что поведение светила полностью соответствует теории относительности, что позволяет использовать такие наблюдения для предсказания судьбы Солнечной системы и изучение истории ее формирования.