我們的太陽係正在運動,相對於銀河系中心的運行速度約為每秒 200 公里。
在它漫長的旅程中,它經過了銀河系的不同部分。研究表明,太陽系大約在 1400 萬年前穿過獵戶座恆星形成複合體。
獵戶座恆星形成複合體,也稱為獵戶座分子云複合體,是稱為拉德克利夫波 (RW) 的較大結構的一部分。
RW 是最近發現,2020年。它是一個巨大的、連貫的結構,也在銀河系中移動。它是一種由氣體和塵埃組成的波狀結構,擁有許多恆星形成區域,包括著名的獵戶座複合體以及英仙座和金牛座分子云。它長近 9000 光年,位於銀河系獵戶座旋臂內。
RW和獵戶座複合體的環境密度更大,當太陽係經過它時,更大的密度壓縮了太陽的日光層。
這使得更多的星際塵埃進入太陽係並到達地球。根據新的研究,這影響了地球的氣候並在地質記錄中留下了印記。
研究表明,“太陽系在中新世中期穿過拉德克利夫波,”發表在雜誌上天文學和天體物理學。主要作者是維也納大學博士生 Efrem Maconi。
作者寫道:“當我們的太陽系繞銀河系運行時,它會遇到具有不同星際密度的不同銀河環境,包括熱空洞、超新星(SN)爆炸波前和冷氣體雲。”
“太陽穿過星際介質(ISM)的密集區域可能會以多種方式影響太陽系。”
1400萬年前,地球處於中中新世。中新世發生了一些值得注意的事件。非洲-阿拉伯半島與歐亞大陸相撞,多個大陸上的山脈正在積極建造,梅西南鹽度危機襲擊了地中海。
總體而言,中新世以中中新世氣候最適期(MMCO)。 MMCO期間,氣候溫暖,熱帶地區擴大。
然而,中新世還因其他事情而聞名:中中新世破壞(MMD)。 MMD 跟隨 MMCO 的腳步,目睹了陸地和水生生物的滅絕浪潮。它發生在大約 14.8 至 1450 萬年前,這與太陽系穿過拉德克利夫波和獵戶座複合體的時間一致。
這項新研究的作者表示,太陽系穿過 RW 和獵戶座複合體可能是造成 MMD 的原因。
“把它想像成一艘在海上不同條件下航行的船,”主要作者 Efrem Maconi 在一篇文章中解釋道。新聞稿。 “我們的太陽在穿過獵戶座的拉德克利夫波時遇到了一個氣體密度較高的區域。”
研究人員利用歐洲航天局蓋亞任務的數據以及光譜觀測,準確確定太陽系何時經過 RW。
通過追踪RW中56個疏散星團的運動,研究人員追踪了RW的運動,並將其與太陽系的運動進行了比較。他們的工作表明,兩者在 18.2 至 11.5 Myr 之前相交。最接近的一次發生在 14.8 至 12.4 密爾前。
這段時間恰逢MMD。 “值得注意的是,這一時期恰逢地球上中新世氣候轉變,提供了與古氣候學的跨學科聯繫,”作者寫道。這種相關性是驚人的,研究人員表示,星際塵埃的流入改變了地球的氣候。
“這一發現建立在我們之前確定拉德克利夫波的工作的基礎上,”維也納大學天體物理學教授、該研究的合著者若昂·阿爾維斯說。阿爾維斯是 2020 年介紹 RW 發現的論文的主要作者。
研究人員在論文中寫道:“值得注意的是,我們發現太陽系過去的軌跡非常接近(dSun-50 pc內的雲)某些選定的星團,而它們處於雲階段,這暗示著太陽和拉德克利夫波的氣態成分之間可能會相遇。”
阿爾維斯在新聞稿中說:“我們穿過獵戶座區域時,NGC 1977、NGC 1980 和 NGC 1981 等著名星團正在形成。”
“這個區域在北半球的冬季天空和南半球的夏季天空中很容易看到。尋找獵戶座和獵戶座星雲(梅西耶 42)——我們的太陽係來自那個方向!”
在穿過 RW 期間到達地球的灰塵增加可能會產生多種影響。星際介質(ISM)含有來自超新星爆炸的放射性同位素,例如 60Fe,這可能會導致地球地質記錄出現異常。
阿爾維斯表示:“雖然當前的技術可能不夠靈敏,無法檢測到這些痕跡,但未來的探測器可以使之成為可能。”
更重要的是,灰塵可能導致全球變冷。
一個2005年論文表明地球大約每 1 億年就會穿過一個緻密的巨型分子云 (GMC)。
“在這裡我們展示了戲劇性的這些研究人員寫道:“這可能是由於太陽系沉浸在緻密的巨星雲中期間,星際塵埃在地球大氣層中積聚造成的。”他們當時解釋說,沒有證據表明這些通道與地球歷史上嚴重的冰川作用有關。
Maconi 等人的這項新研究。正在闡明這個問題。
馬科尼說:“雖然中新世氣候轉變的根本過程尚未完全確定,但現有的重建表明,大氣溫室氣體二氧化碳濃度的長期下降是最可能的解釋,儘管存在很大的不確定性。”
“然而,我們的研究強調,與拉德克利夫波穿越有關的星際塵埃可能影響了地球的氣候,並可能在這次氣候轉變中發揮了作用。為了改變地球的氣候,地球上的地外塵埃的數量需要比迄今為止數據顯示的要大得多,”馬科尼說。
“未來的研究將探討這一貢獻的意義。”
隨著未來更多研究的進行,這個故事很可能會有更多內容。無論如何,一個結論似乎是明確的:地球穿過了一個與中中新世斷裂相符的稠密氣體區域。
這樣的研究如果粗略地閱讀,就會成為有關全球氣候變化的令人厭煩的爭論中的砲灰。作者很快就將其消滅在萌芽狀態。
梅肯說:“值得注意的是,過去的氣候轉變和當前的氣候變化是不具有可比性的,因為中新世氣候轉變經歷了數十萬年的時間尺度。相比之下,由於人類活動,當前的全球變暖演變在數十年至數百年中以前所未有的速度發生。”
研究人員還指出了他們的結果中的一些缺陷。
“我們的結果是基於太陽系軌道和與拉德克利夫波相關的星團的回溯。正如全文所述,由於對過去的結構和氣體演化進行建模存在固有的困難,這種方法需要一些近似值,”他們澄清道。
他們解釋說,他們的回溯應該被認為是他們運動的第一近似值。
然而,如果他們是對的,那麼他們的工作就會在我們的星球、氣候以及生命在地球以外的更大規模事件中掙扎的過程之間建立起另一個令人著迷的聯繫。
研究人員解釋說:“值得注意的是,我們對太陽系在密集ISM區域內的潛在位置的估計時間間隔(距氣體雲中心20-30 pc的距離約為14.8-12.4 Myr)與中中新世氣候轉變重疊。”
“在此期間,南極冰蓋的擴張和全球變冷標誌著地球最終過渡到南極洲持續的大規模大陸冰川作用。”
“我們是銀河系的居民,”阿爾維斯說。 “歐洲航天局的蓋亞任務為我們提供了追踪銀河系星際海洋中最近路線的方法,使天文學家能夠與地質學家和古氣候學家交換意見。這非常令人興奮。”未來,若昂·阿爾維斯領導的團隊計劃更詳細地研究太陽在銀河系中航行時遇到的銀河環境。









