Nauji astrofiziniai tyrimai atskleidžia svarbų kosminį įvykį, įvykusį prieš du milijonus metų, kai Saulės sistema praėjo per tankų tarpžvaigždinį debesį. Tai galėjo pakeisti Žemės klimatą, nes buvo veikiama sustiprėjusios kosminės spinduliuotės, kurią palaiko geologiniuose įrašuose randami izotopai.

Maždaug prieš du milijonus metų Žemė buvo visiškai kitokia vieta, o mūsų ankstyvieji žmonių protėviai gyveno kartu su kardadantiais tigrais, mastodonais ir didžiuliais graužikais. Priklausomai nuo to, kur jie buvo, jie galėjo būti šalti: žemė nukrito Giliai sušalus, kai atėjo ir tęsiasi keli ledynmečiai, kol maždaug prieš 12 000 metų. Mokslininkai teigia, kad ledynmečiai atsiranda dėl daugelio priežasčių, įskaitant planetos pasvirimą ir sukimąsi, tektoninių plokščių svyravimus, ugnikalnių išsiveržimus ir anglies dioksido kiekį atmosferoje.

Bet ką daryti, jei tokius drastiškus pokyčius lėmė ne tik Žemės aplinka, bet ir Saulės padėtis galaktikoje?

Saulės kelionės į galaktiką poveikis

Šiandien (birželio 10 d.) paskelbtame naujame dokumente gamtos astronomija, Pagrindinis autorius ir astrofizikas Meravas Oferis – Bostono universiteto astronomijos profesorius ir Harvardo Radcliffe instituto bendradarbis – rado įrodymų, kad maždaug prieš 2 milijonus metų Saulės sistema susidūrė su tokiu tankiu tarpžvaigždiniu debesiu, kad galėjo trukdyti saulės energijai. vėjas. Over ir jos kolegos mano, kad tai rodo, kad Saulės padėtis erdvėje gali paveikti Žemės istoriją labiau, nei manyta anksčiau.

Heliosferos vaidmuo saugant Žemę

Visa mūsų saulės sistema yra padengta apsauginiu sluoksniu plazma Skydas, sklindantis iš Saulės, žinomas kaip heliosfera. Jie sudaryti iš nuolatinio įkrautų dalelių srauto, vadinamo saulės vėju, kuris tęsiasi toli už jos ribų PlutonasKą dengia planetos? NASA skambina „Milžiniškas burbulas“. Jis apsaugo mus nuo radiacijos ir galaktikos spindulių, kurie gali keistis DNRMokslininkai mano, kad tai yra dalis priežasčių, kodėl gyvybė Žemėje vystėsi taip, kaip ji vystėsi.

Remiantis naujausiais tyrimais, šaltas debesis suspaudė heliosferą taip, kad Žemė ir kitos Saulės sistemos planetos trumpam buvo už heliosferos įtakos.

Galaktikos susidūrimo poveikis Žemėje

„Šis dokumentas yra pirmasis, kiekybiškai parodantis, kad įvyko susidūrimas tarp Saulės ir kažko už Saulės sistemos ribų, o tai paveiks Žemės klimatą“, – sako heliosferos ekspertas Overas.

Jos modeliai suformavo mūsų mokslinį supratimą apie heliosferą ir tai, kaip burbulas susidaro saulės vėjui spaudžiant tarpžvaigždinę terpę, erdvę tarp žvaigždžių ir už heliosferos mūsų galaktikoje. Jos teorija teigia, kad heliosfera primena pūstą raguolį – idėja, sukrėtusi kosmoso fizikos bendruomenę. Dabar jis atskleidžia naują šviesą, kaip heliosfera, kurioje Saulė juda erdvėje, veikia Žemės atmosferos chemiją.

„Žvaigždės juda, o dabar šis dokumentas rodo, kad jos ne tik juda, bet ir patiria dramatiškus pokyčius“, – sako Over. Pirmą kartą atradau šį tyrimą ir pradėjau jį dirbti per metus trukusią stipendiją Harvardo Radcliffe institute.

Kosminių sąveikų modeliavimo įžvalgos

Norėdami ištirti šį reiškinį, Ofer ir jos bendradarbiai pažvelgė atgal į praeitį, naudodami sudėtingus kompiuterinius modelius, kad įsivaizduotų, kur prieš du milijonus metų buvo Saulė, kartu su ja, heliosfera ir likusi Saulės sistemos dalis.

Jie taip pat nubrėžė vietinės šaltų debesų juostos sistemos kelią – eilę didelių, tankių, labai šaltų debesų, sudarytų daugiausia iš vandenilio atomų. Jų modeliavimas parodė, kad vienas iš debesų, esančių netoli šios juostos pabaigos, vadinamas „Local Lynx of Cold Cloud“, gali susidurti su heliosfera.

Geologiniai ir kosmologiniai įrodymai

Jei taip būtų nutikę, Over sako, Žemė būtų visiškai veikiama tarpžvaigždinės terpės, kur dujos ir dulkės susimaišo su atominiais elementais, likusiais iš sprogstančių žvaigždžių, įskaitant geležį ir plutonį. Paprastai heliosfera išfiltruoja daugumą šių radioaktyviųjų dalelių. Tačiau be apsaugos jie gali lengvai pasiekti žemę.

Remiantis straipsniu, tai atitinka geologinius įrodymus, rodančius 60Fe (geležies 60) ir 244Pu (plutonio 244) izotopų padidėjimą vandenyne, Mėnulyje, Antarkties sniege ir ledo šerdyje tuo pačiu laikotarpiu. Laikas taip pat atitinka temperatūros įrašus, kurie rodo aušinimo laikotarpį.

Ilgalaikis galaktikos poveikis

„Mūsų kosminė kaimynystė už Saulės sistemos retai paveikia gyvybę Žemėje“, – sako Avi Loebas, Harvardo universiteto Teorijos ir skaičiavimo instituto direktorius ir šio straipsnio bendraautoris. „Įdomu atrasti, kad prieš kelis milijonus metų mūsų praėjimas per tankius debesis galėjo atskleisti Žemę daug didesniam kosminių spindulių ir vandenilio atomų srautui. Mūsų rezultatai atveria naują langą į ryšį tarp gyvybės evoliucijos Žemėje ir mūsų kosminė kaimynystė“.

Išorinis vietinės lūšies spaudimas šaltame debesyje galėjo nuolat blokuoti heliosferą nuo poros šimtų metų iki milijono metų, priklausomai nuo debesies dydžio, sako Over. „Tačiau kai tik Žemė pasitraukė nuo šalto debesies, heliosfera apėmė visas planetas, įskaitant Žemę“, – sako ji. Taip yra šiandien.

Būsimi tyrimai ir jų pasekmės

Neįmanoma tiksliai žinoti šaltų debesų poveikio Žemei, nes jie gali sukelti ledynmetį. Tačiau tarpžvaigždinėje terpėje yra keletas kitų šaltų debesų, su kuriais Saulė tikriausiai susidūrė per milijardus metų nuo savo gimimo, sako Over. Tikėtina, kad jis dar labiau susvyruos maždaug po milijono metų.

Ofer ir jos bendradarbiai dabar stengiasi atsekti, kur saulė buvo prieš septynis milijonus metų ir dar toliau. Saulės padėtis prieš milijonus metų, kaip ir šaltų debesų sistema, buvo įmanoma dėl duomenų, surinktų Europos kosmoso agentūros „Gaia“ misijos, kuri kuria didžiausią 3D galaktikos žemėlapį ir suteikia precedento neturintį žvilgsnį į galaktika. Žvaigždžių judėjimo greitis.

Tyrinėkite saulės kelią praeityje

„Šis debesis jau buvo mūsų praeityje, o jei kirstume kažką tokio masinio, būtume veikiami tarpžvaigždinės terpės“, – sako Overas. Kelių, kuriuose yra daug vandenilio ir radioaktyvių medžiagų, poveikis yra neaiškus, todėl Ofer ir jos komanda Bostono universitete NASA– Finansuojama SHIELD (saulės vėjas su vandenilio jonų mainais ir didelio masto dinamika) DRIVE mokslo centras Dabar jie tiria, kokį poveikį tai gali turėti Žemės radiacijai, taip pat atmosferai ir klimatui.

„Tai tik pradžia”, – sako Oferis. Ji tikisi, kad šis dokumentas atvers duris tolesniems tyrinėjimams, kaip Saulės sistemą veikė išorinės jėgos gilioje praeityje ir kaip šios jėgos savo ruožtu formavo gyvybę mūsų planetoje.

Nuoroda: „Galimybė tiesiogiai Žemę paveikti šaltoje, tankioje tarpžvaigždinėje terpėje prieš 2–3 milijonus metų“ 2024 m. birželio 10 d. Gamtos astronomija.
doi: 10.1038/s41550-024-02279-8

Šį tyrimą palaikė NASA.