|
Земля подверглась воздействию холодных межзвездных облаков
|
|
|
|
Около двух миллионов лет назад Земля была совсем другим местом, где наши ранние предки-люди - жили бок о бок с саблезубыми тиграми, мастодонтами и огромными грызунами. И, в зависимости от того, где они находились, им, возможно, было холодно: Земля сильно замерзла, и примерно 12 000 лет назад наступали и уходили многочисленные ледниковые периоды. Ученые предполагают, что ледниковые периоды происходят по целому ряду причин, включая наклон и вращение планеты, сдвиг тектонических плит, извержения вулканов и уровень углекислого газа в атмосфере. Но что, если подобные резкие изменения вызваны не только состоянием окружающей среды на Земле, но и расположением Солнца в галактике? В новой статье, опубликованной в журнале Nature Astronomy, ведущий автор и астрофизик Мерав Офер — профессор астрономии Бостонского университета и научный сотрудник Гарвардского института Рэдклиффа — обнаружила доказательства того, что около двух миллионов лет назад Солнечная система столкнулась с межзвездным облаком, настолько плотным, что оно могло препятствовать солнечному ветру. Офер и ее соавторы считают, что это показывает, что расположение Солнца в космосе может повлиять на историю Земли в большей степени, чем считалось ранее.
|
|
|
|
Вся наша солнечная система окутана защитным плазменным экраном, излучаемым Солнцем, известным как гелиосфера. Он образуется из постоянного потока заряженных частиц, называемого солнечным ветром, который простирается далеко за пределы Плутона, заключая планеты в то, что НАСА называет "гигантским пузырем". Он защищает нас от радиации и галактических лучей, которые могут изменить ДНК, и ученые полагают, что это одна из причин того, что жизнь развивалась на Земле таким образом. Согласно последней работе, холодное облако сжало гелиосферу таким образом, что Земля и другие планеты Солнечной системы на короткое время оказались вне зоны влияния гелиосферы. "Эта статья является первой, в которой количественно показано, что произошло столкновение Солнца с чем-то за пределами Солнечной системы, что могло повлиять на климат Земли", - говорит Офер, эксперт по гелиосфере. Ее модели в буквальном смысле сформировали наше научное представление о гелиосфере и о том, как солнечный ветер воздействует на межзвездную среду, которая представляет собой пространство между звездами и за пределами гелиосферы в нашей галактике. Ее теория заключается в том, что гелиосфера имеет форму пышного круассана, и эта идея потрясла сообщество космических физиков.
|
|
|
Теперь она проливает новый свет на то, как гелиосфера и направление движения Солнца в космосе могут влиять на химический состав атмосферы Земли. "Звезды движутся, и теперь эта статья показывает, что они не только движутся, но и претерпевают кардинальные изменения", - говорит Офер. Она впервые обнаружила это и начала работать над этим исследованием во время годичной стажировки в Гарвардском институте Рэдклиффа. Чтобы изучить это явление, Офер и ее коллеги, по сути, заглянули в прошлое, используя сложные компьютерные модели, чтобы визуализировать положение Солнца два миллиона лет назад, а вместе с ним и гелиосферу и остальную солнечную систему. Они также нанесли на карту траекторию движения местной системы "Лента холодных облаков" - цепочки больших, плотных, очень холодных облаков, состоящих в основном из атомов водорода. Их моделирование показало, что одно из облаков, расположенных ближе к концу этой ленты, названное местной "Рысью холодного облака", могло столкнуться с гелиосферой.
|
|
|
|
Если бы это произошло, говорит Офер, Земля была бы полностью подвержена воздействию межзвездной среды, где газ и пыль смешиваются с остатками атомных элементов взорвавшихся звезд, включая железо и плутоний. Обычно гелиосфера отфильтровывает большую часть этих радиоактивных частиц. Но без защиты они могут легко достичь Земли. Согласно статье, это согласуется с геологическими данными, которые показывают увеличение содержания изотопов 60Fe (железа-60) и 244Pu (плутония-244) в океане, на Луне, антарктическом снегу и ледяных кернах за тот же период времени. Время также совпадает с температурными показателями, которые указывают на период охлаждения. "Лишь в редких случаях наше космическое соседство за пределами Солнечной системы влияет на жизнь на Земле", - говорит Ави Леб, директор Института теории и вычислений Гарвардского университета и соавтор статьи. "Очень интересно обнаружить, что наш проход через плотные облака несколько миллионов лет назад мог подвергнуть Землю воздействию гораздо большего потока космических лучей и атомов водорода. Наши результаты открывают новое окно во взаимосвязь между эволюцией жизни на Земле и нашим космическим соседством".
|
|
|
|
По словам Офера, внешнее давление со стороны местного холодного облака "Рысь" могло постоянно блокировать гелиосферу на протяжении от пары сотен до миллиона лет — в зависимости от размера облака. "Но как только Земля оказалась вдали от холодного облака, гелиосфера поглотила все планеты, включая Землю", - говорит она. И так происходит сегодня. Невозможно точно определить, какое влияние оказали холодные облака на Землю — например, могло ли это спровоцировать ледниковый период. Но в межзвездной среде есть пара других холодных облаков, с которыми Солнце, вероятно, сталкивалось за миллиарды лет с момента своего рождения, говорит Офер. И, скорее всего, через миллион лет или около того он наткнется еще на что-нибудь. Офер и ее коллеги сейчас работают над тем, чтобы проследить, где находилось Солнце семь миллионов лет назад и даже дальше. Точное определение местоположения Солнца миллионы лет назад, а также системы холодных облаков стало возможным благодаря данным, собранным миссией Европейского космического агентства Gaia, которая строит крупнейшую 3D-карту галактики и дает беспрецедентное представление о скорости движения звезд.
|
|
|
|
"Это облако действительно было в нашем прошлом, и если мы пересекли что-то настолько массивное, то попали в межзвездную среду", - говорит Офер. Эффект пересечения траекторий с таким количеством водорода и радиоактивных материалов неясен, поэтому Офер и ее команда из научного центра BU SHIELD (Solar wind with Hydrogen Ion Exchange and Large-scale Dynamics) в настоящее время изучают влияние, которое это могло оказать на радиацию Земли, а также на атмосферу и окружающую среду. климат. "Это только начало", - говорит Офер. Она надеется, что эта статья откроет путь к гораздо большему исследованию того, как в далеком прошлом на Солнечную систему влияли внешние силы и как эти силы, в свою очередь, сформировали жизнь на нашей планете.
|
|
|
|
Источник
|
