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與宇宙雲的戲劇性碰撞可能導致地球的最後一個冰河時代

2024-06-23科學

哈伯太空望遠鏡捕獲的宇宙雲。

歐空局/哈伯/美國國家航空暨太空總署

一組科學家認為,與宇宙雲的碰撞可能會極大地改變我們星球的氣候。

準確地說,一項新的研究表明,大約在12,000年前結束的最後一個冰河時代可能是由星際冷瓦斯雲引起的。當宇宙雲與地球交互作用時,它可能剝奪了對太陽的保護,引發了連鎖反應。

現在,該團隊正在執行一項任務,即繪制太陽在星際介質中的路徑。透過這樣做,他們可以確定類似的互動是否導致了其他重大事件。不僅如此,他們還可以看到我們星球的未來。

「我們需要繪制太陽的軌跡,並繪制出這是多麽普遍 - 這是我們將要追求的研究的新方向,」波士頓大學太空物理學家Merav Opher在接受IE采訪時表示。

太陽系不是靜止的

雖然我們知道我們的太陽系由於宇宙的膨脹而在太空中飛馳,但很容易陷入將太陽視為靜態物體的陷阱。

這種想法忽略了大部份空間由物質和放射線組成,即所謂的星際介質。星際介質(ISM)是大量瓦斯和塵埃雲的家園,有朝一日,這些瓦斯和塵埃雲可能會在恒星系統穿越太空時與恒星系統相撞。根據它們的交互作用,這些雲可以留下永恒的銘印。

事實上,「星星不是靜止的;他們在周圍的媒體中移動,「Opher解釋道。「我們的太陽在其一生中穿過ISM的各個區域,它遇到的不同環境可能影響了日光層。

事實上,「研究人員推測,每隔109年,太陽就會遇到密集的分子雲,這些分子雲的密度比其他ISM高4-5個數量級,」Opher告訴IE。「然而,到目前為止,還沒有人繪制出太陽的路徑,也沒有人確定太陽可能與哪個ISM接觸。

在他們發表在 【自然天文學】 上的研究中,Opher和她的同事們詳細提供了太陽系在大約200萬至300萬年前與宇宙雲相遇的證據。他們使用最先進的電腦模型來模擬太陽和地球相對於宇宙雲的位置。

透過追蹤200萬年前的進展,他們發現我們的太陽系可能與一種稱為「局部冷雲帶」的密集冷瓦斯雲交互作用。這片雲的一個特定部份,稱為「冷雲的本地猞猁」,可能影響了日光層。

宇宙沖突可能開啟了冰河時代

Opher和她的團隊認為,我們的太陽系與冷雲本地猞猁的交互作用可能對地球產生了巨大的影響。宇宙雲將與太陽的日光層交互作用,因此它將剝奪地球對強宇宙放射線的大部份保護。
日光層是太陽最外層的大氣層,保護太陽系免受星際放射線。透過剝奪這種保護,與宇宙雲的碰撞可能開啟了最後一個冰河時代,使地球暴露在星際空間的惡劣條件下。
地球的最後一個冰河時代大約在12,000年前結束,但據信它始於大約200萬年前。
「使用最先進的日光層模擬,」Opher說,「我們表明,在太陽穿過這些密集的冷雲之一時,日光層會被急劇壓縮,地球會被迫離開它的保護囊,讓它暴露在ISM和雲的內容中。

令人難以置信的是,這種宇宙相遇的證據被埋在我們的腳下。在他們的研究中,該團隊詳細介紹了地質學家如何在可追溯到200萬年前的地球和月球樣本中發現同位素鐵60和鈈244的增加。

「最近,地質學家在深海沈積物和鐵錳結殼、南極雪和月球樣本中的地外放射性同位素中發現了大約200-3百萬年前的峰值,」Opher解釋說。他們發現了「放射性鐵-60和鈈-244。這些同位素是由在星際介質中爆炸的超新星(大品質恒星)產生的。

宇宙雲會周期性地改變我們的氣候嗎?

這些結果使研究小組質疑過去的其他事件是否對我們的星球產生了類似的影響。如果他們能夠追溯到幾百萬年前太陽在ISM中的位置,他們就有可能在類似事件發生之前預測它們。
他們的研究提出了幾個有趣的問題。太陽系外的物體會在我們有生之年影響氣候嗎?太陽在宇宙中的位置會不會造成持續的影響?或者這可能是一個只相隔數千年或數百萬年的事件?
「似乎[這些事件]比我們想象的要普遍得多,」Opher告訴IE,並補充說她的團隊還發現了700萬年前類似遭遇的一些證據。
這為科學界開辟了新的研究途徑。透過星際介質繪制太陽系的軌跡,他們可以了解我們星球的過去——甚至可能是它的未來。宇宙雲的相遇會影響子孫後代嗎?Opher告訴IE,這種情況很有可能發生,她的團隊也在努力預測未來的事件。

宇宙雲的發現開辟了新的研究途徑

另一個研究領域與這些事件對突然暴露於大量宇宙放射線的生命形式的影響有關。

根據Opher的說法,對日光層的影響可能會增加生命形式對宇宙放射線的暴露。「我們也在探索當時對生物多樣性的影響,」她說。「這是另一條需要探索的途徑。」

該團隊仍在調查我們星球最近與宇宙雲的相遇。雖然地質證據證實了他們的模擬發現,但還需要更多的工作。就目前而言,關於漫畫雲沖突可能導致冰河時代的說法並沒有得到強有力的證據證實。

「目前,我們正專註於使用最先進的氣候模型來調查對氣候的影響 - 到目前為止,還沒有任何定量估計,」Opher說。「我們還希望預測放射線量和對氣候的[由此]影響。

「與此同時,我們與天文學家合作,繪制了幾百萬年來太陽的位置,」她繼續說道。

有很多數據需要處理,Opher的團隊希望很快能得到更多的答案。他們將調查歐洲航天局蓋亞天文台的天文數據,該天文台自2013年以來一直在執行。蓋亞的任務是對我們銀河系中大約17億顆恒星進行編目。它對大片天空進行了觀測,使天文學家能夠極其精確地磨練他們的模型。

根據Opher的說法,蓋亞衛星使我們能夠繪制太陽的位置以及它在數千萬年內精確地遇到的情況。更重要的是,「還有地球的溫度估計可以追溯到5000萬年,所以將兩者聯系起來會很好,」Opher補充道。