研究追踪了太阳系穿越巨大银河波的旅程
我们的太阳系正在运动,相对于银河系中心以每秒约 200 公里的速度巡航。
在漫长的旅程中,它穿越了银河系的不同部分。研究表明,太阳系大约在 1400 万年前穿过猎户座恒星形成复合体。
猎户座恒星形成复合体,也称为Orion 分子云复合物是称为拉德克利夫波 (RW) 的更大结构的一部分。
RW 是最近在 2020 年发现.它是一个大型的、连贯的结构,也在星系中移动。它是一个由气体和尘埃组成的波浪状结构,拥有许多恒星形成区域,包括著名的猎户座复合体以及英仙座和金牛座分子云。它长近 9000 光年,位于银河系的猎户座臂内。
RW 和 Orion 复合体中的环境更加密集,当太阳系穿过它时,更大的密度压缩了太阳的日球层。
这使得更多的星际尘埃进入太阳系并到达地球。根据新的研究,这影响了地球的气候,并在地质记录中留下了印记。
研究,”太阳系在中新世中期穿过拉德克利夫波,“发表在杂志上天文学和天体物理学.该研究的主要作者是维也纳大学的博士生 Efrem Maconi。
作者写道:“当我们的太阳系围绕银河系运行时,它会遇到具有不同星际密度的不同银河环境,包括热空隙、超新星 (SN) 爆炸波前和冷气体云。
“太阳穿过星际介质 (ISM) 的一个密集区域可能会以多种方式影响太阳系。”
1400 万年前,地球位于中新世中期.值得注意的事件发生在中新世。非洲阿拉伯与欧亚大陆相撞,多个大陆的山脉正在积极建造,迈西南盐度危机袭击了地中海。
总体而言,中新世以中新世中期气候最佳(MMCO) 的在 MMCO 期间,气候温暖,热带地区扩大。
然而,中新世还因其他原因而闻名:中新世中期的中断(MMD)。MMD 紧随 MMCO 之后,目睹了一波灭绝浪潮袭击了陆地和水生生物。它发生在大约 14.8 到 1450 万年前,这与太阳系穿过拉德克利夫波和猎户座复合体的时间一致。
这项新研究的作者表示,太阳系穿过 RW 和 Orion 复合体可能是 MMD 的原因。
“把它想象成一艘船在海上穿越不同的条件,”主要作者 Efrem Maconi 在新闻稿.“我们的太阳在穿过猎户座的拉德克利夫波时遇到了一个气体密度更高的区域。”
研究人员使用来自欧洲航天局盖亚任务的数据以及光谱观测,准确确定太阳系何时穿过 RW。
通过追踪 RW 中 56 个疏散星团的运动,研究人员追踪了 RW 的运动,并将其与太阳系的运动进行了比较。他们的工作表明,两者在 18.2 到 11.5 Myr 前相交。最近的接近发生在 14.8 到 12.4 Myr 之间。
这段时间与 MMD 相吻合。“值得注意的是,这一时期恰逢地球上新世中期的气候过渡,与古气候学提供了跨学科的联系,”作者写道。这种相关性是惊人的,研究人员表示,星际尘埃的涌入改变了地球的气候。
“这一发现建立在我们之前识别拉德克利夫波的工作之上,”维也纳大学天体物理学教授、该研究的合著者 João Alves 说。Alves 是 2020 年介绍 RW 发现的论文的主要作者。
研究人员在他们的论文中写道:“值得注意的是,我们发现太阳系过去的轨迹在某个选定的星团处于云相时非常接近(dSun-云在 50 pc 以内),这暗示了太阳与拉德克利夫波的气态成分之间可能存在相遇。
阿尔维斯在新闻稿中说:“我们穿过猎户座区域时,NGC 1977、NGC 1980 和 NGC 1981 等著名的星团正在形成。
“这个地区在北半球的冬季天空和南半球的夏季天空中很容易看到。寻找猎户座和猎户座星云(梅西耶 42)——我们的太阳系就是从那个方向来的!
在通过 RW 期间到达地球的尘埃增加可能产生了多种影响。星际介质 (ISM) 包含放射性同位素,如超新星爆炸产生的 60Fe,这可能在地球的地质记录中造成异常。
“虽然当前的技术可能不够灵敏,无法检测到这些痕迹,但未来的探测器可能会使之成为可能,”Alves 建议道。
更关键的是,这些尘埃可能造成了全球冷却。
一个2005 年论文表明地球大约每 1 亿年穿过一个致密的巨型分子云 (GMC)。
“在这里,我们展示了戏剧性的气候变化可能是由太阳系浸入致密的 GMC 期间星际尘埃在地球大气层中积累引起的,“这些研究人员写道。他们当时解释说,没有证据表明这些通道与地球历史上的严重冰川作用有关。
Maconi 等人的这项新研究为这个问题提供了一些线索。
马可尼说:“虽然导致中新世中期气候转型的潜在过程尚未完全确定,但现有的重建表明,大气中温室气体二氧化碳浓度的长期下降是最可能的解释,尽管存在很大的不确定性。
“然而,我们的研究强调,与拉德克利夫波穿越有关的星际尘埃可能影响了地球的气候,并可能在这种气候过渡期间发挥作用。要改变地球的气候,地球上的外星尘埃数量需要比迄今为止的数据所暗示的要大得多,“马科尼说。
“未来的研究将探索这一贡献的意义。”
随着未来更多的研究,这个故事很可能还有更多。无论如何,一个结论似乎很明确:地球穿过了一个与中新世中期大破坏相吻合的稠密气体区域。
像这样的研究,如果肤浅地阅读,就会成为关于全球气候变化的令人厌烦的辩论的炮灰。作者很快就将其扼杀在萌芽状态。
“重要的是要注意,自中新世中期气候转型在数十万年的时间尺度上展开以来,过去的气候转型和当前的气候变化没有可比性。相比之下,由于人类活动,当前的全球变暖演变在几十年到几个世纪内以前所未有的速度发生,“梅肯说。
研究人员还指出了他们结果中的一些弱点。
“我们的结果基于对太阳系轨道和与拉德克利夫波相关的星团的追溯。正如整篇文章所指出的,由于在模拟气体的过去结构和演变方面存在固有的困难,这种方法需要一些近似值,“他们澄清道。
他们解释说,他们的回溯应该被视为他们移动的初步近似值。
然而,如果他们是对的,他们的工作在我们的星球、气候和生命努力应对地球以外更大规模的事件之间找到了另一个迷人的联系。
“值得注意的是,我们对太阳系在密集的 ISM 区域内的潜在位置的估计时间间隔(距气体云中心 20-30 pc 的距离约为 14.8-12.4 Myr)与中新世中期气候过渡重叠,”研究人员解释说。
“在此期间,南极冰盖的扩张和全球变冷标志着地球最终过渡到南极洲持续的大规模大陆冰川作用。”
“我们是银河系的居民,”阿尔维斯说。“欧洲航天局的盖亚任务为我们提供了追踪我们最近在银河系星际海中的路线的方法,使天文学家能够与地质学家和古气候学家进行比较。这非常令人兴奋。未来,由 João Alves 领导的团队计划更详细地研究太阳在穿越银河系时遇到的银河系环境。