Космички догађај који је изнова исписао климатску историју Земље

Ново астрофизичко истраживање баца светло на важан космички догађај који се догодио пре два милиона година када је Сунчев систем прошао кроз густ међузвездани облак. Ово је можда променило климу Земље излажући је појачаном космичком зрачењу, подржаном повећаним изотопима који се налазе у геолошким записима.

Земља је била сасвим другачије место пре око два милиона година, са нашим раним људским прецима који су живели поред сабљастих тигрова, мастодонта и огромних глодара. У зависности од тога где су били, можда им је било хладно: земља је пала У дубоком замрзавању, са више ледених доба која су долазила и одлазила до пре око 12.000 година. Научници теоретизирају да ледена доба настају из више разлога, укључујући нагиб и ротацију планете, помјерање тектонских плоча, вулканске ерупције и нивое угљен-диоксида у атмосфери.

Али шта ако су тако драстичне промене резултат не само Земљиног окружења, већ и положаја Сунца у галаксији?

Ефекат путовања Сунца у галаксију

У новом раду објављеном данас (10. јуна) у природна астрономија, Главни аутор и астрофизичар Мерав Офер – професор астрономије на Универзитету у Бостону и сарадник на Харвард Радцлиффе институту – пронашао је доказ да је пре око 2 милиона година Сунчев систем наишао на међузвездани облак толико густ да је могао да омета сунчеву сунчеву светлост ветар. Овер и њене колеге верују да ово указује на то да положај Сунца у свемиру може обликовати историју Земље више него што се раније мислило.

Улога хелиосфере у заштити Земље

Цео наш соларни систем је обложен заштитним слојем плазма Штит који извире од Сунца, познат као хелиосфера. Направљени су од непрекидног тока наелектрисаних честица, званих соларни ветар, који се протеже далеко даље ПлутонШта покривају планете? НАСА зове „Џиновски мехур.“ Штити нас од радијације и галактичких зрака који се могу променити ДНКНаучници верују да је ово део разлога зашто се живот на Земљи развијао онако како је еволуирао.

Према најновијим истраживањима, хладни облак је сабио хелиосферу на начин да је накратко ставио Земљу и друге планете у Сунчев систем ван утицаја хелиосфере.

Ефекти галактичког сусрета на Земљи

„Овај рад је први који је квантитативно показао да је дошло до судара између Сунца и нечега изван Сунчевог система што би утицало на климу на Земљи“, каже Овер, стручњак за хелиосферу.

Њени модели су обликовали наше научно разумевање хелиосфере и начина на који се мехур формира тако што соларни ветар притиска на међузвездани медијум, простор између звезда и изван хелиосфере у нашој галаксији. Њена теорија је да хелиосфера подсећа на натечени кроасан, што је идеја која је шокирала заједницу свемирске физике. Сада баца ново светло на то како хелиосфера, где се Сунце креће кроз свемир, утиче на хемију Земљине атмосфере.

„Звезде се крећу, а сада овај рад показује не само да се крећу, већ и доживљавају драматичне промене“, каже Овер. Први пут сам открио ову студију и почео да радим на њој током једногодишње стипендије на Харвард Радцлиффе институту.

Симулациони увиди у космичке интеракције

Да би проучили овај феномен, Офер и њени сарадници су се осврнули у прошлост, користећи софистициране компјутерске моделе да визуализују где се налазило Сунце, заједно са њим, хелиосфера и остатак Сунчевог система пре два милиона година.

Такође су мапирали путању локалног тракастог система хладних облака, низа великих, густих, веома хладних облака састављених углавном од атома водоника. Њихове симулације су показале да би један од облака близу краја овог појаса, назван Локални рис хладног облака, могао да се судари са хелиосфером.

Геолошки и космолошки докази

Да се ​​то догодило, каже Овер, Земља би била потпуно изложена међузвезданом медијуму, где се гас и прашина мешају са атомским елементима преосталим од експлодирајућих звезда, укључујући гвожђе и плутонијум. Нормално, хелиосфера филтрира већину ових радиоактивних честица. Али без заштите могу лако доћи до земље.

Према документу, ово је у складу са геолошким доказима који показују повећање изотопа 60Фе (гвожђе 60) и 244Пу (плутонијум 244) у океану, на Месецу, у антарктичком снегу и језгри леда из истог временског периода. Тајминг такође одговара температурним записима који указују на период хлађења.

Дугорочни галактички утицаји

„Наше космичко суседство ван Сунчевог система ретко утиче на живот на Земљи“, каже Ави Лоеб, директор Института за теорију и рачунарство на Универзитету Харвард и коаутор рада. „Узбудљиво је открити да је наш пролазак кроз густе облаке пре неколико милиона година могао да изложи Земљу много већем протоку космичких зрака и атома водоника. Наши резултати отварају нови прозор у вези између еволуције живота на Земљи и наше космичко суседство“.

Спољашњи притисак локалног риса у хладном облаку могао је непрекидно блокирати хелиосферу било где од неколико стотина година до милион година, у зависности од величине облака, каже Овер. „Али чим се Земља удаљила од хладног облака, хелиосфера је прогутала све планете, укључујући и Земљу“, каже она. То је данас случај.

Будућа истраживања и њихове импликације

Немогуће је знати тачан ефекат хладних облака на Земљу, јер би могли да изазову ледено доба. Али постоји неколико других хладних облака у међузвезданом медију, на које се Сунце вероватно сусрело у милијардама година од свог рођења, каже Овер. Вероватно ће се додатно поколебати за следећих милион година.

Офер и њени сарадници сада раде на проналажењу где је сунце било пре седам милиона година, па чак и даље. Положај Сунца пре милионима година, као и систем хладног облака, омогућили су подаци које је прикупила мисија Гаиа Европске свемирске агенције, која гради највећу 3Д мапу галаксије и даје невиђен поглед на галаксија. Брзина кретања звезда.

Истражите путању сунца у прошлости

„Овај облак је већ био у нашој прошлости, и ако бисмо прешли нешто тако огромно, били бисмо изложени међузвезданом медију“, каже Овер. Утицај укрштања путева који садрже много водоника и радиоактивног материјала је нејасан, па је Офер и њен тим на Универзитету у Бостону НАСА-Финансирано СХИЕЛД (Соларни ветар са разменом јона водоника и динамиком великих размера) Научни центар ДРИВЕ Они сада истражују утицај који би ово могло имати на Земљино зрачење, као и на атмосферу и климу.

„Ово је само почетак“, каже Офер. Она се нада да ће овај рад отворити врата даљем истраживању како су на Сунчев систем утицале спољне силе у дубокој прошлости и како су те силе заузврат обликовале живот на нашој планети.

Референца: „Могућност директног излагања Земље хладном, густом међузвезданом медијуму пре 2-3 милиона година“ 10. јуна 2024. Астрономија природе.
дои: 10.1038/с41550-024-02279-8

Ово истраживање подржала је НАСА.