Осталась без защиты: как Земля пережила столкновение с холодным межзвездным облаком
Солнечная система около 2 млн лет назад могла столкнуться с плотным облаком из холодного межзвездного газа, из-за чего гелиосфера временно перестала «защищать» Землю от космических лучей и других факторов межзвездной среды. Новое исследование показывает, что расположение Солнца может влиять на химический состав атмосферы нашей планеты, а значит, и на ее развитие.
Наша Солнечная система окутана «защитным щитом», известным как гелиосфера. Он образуется из постоянного потока заряженных частиц – солнечного ветра, который простирается далеко за пределы Плутона и защищает нашу планету от радиации.
Исследователи в новой научной работе, возглавляемой Бостонским университетом, заглянули в прошлое, создав компьютерную модель Солнца, гелиосферы и всей нашей планетной системы около 2 млн лет назад. Они также визуализировали траекторию движения цепочки больших, плотных и очень холодных облаков, состоящих в основном из атомов водорода. Сделать это получилось благодаря данным, собранным космическим телекопом Gaia Европейского космического агентства (ЕКА).
Моделирование показало, что одно из облаков могло столкнуться с гелиосферой. Если это действительно произошло, по словам ученых, Земля временно потеряла бы свою «защиту» и была уязвима для воздействия межзвездной среды. Обычно гелиосфера «фильтрует» большую часть радиоактивных частиц, в том числе железа и плутония, которые появляются от остатков взорвавшихся звезд, но если защиты нет – они могут легко достичь нашей планеты.
Теория согласуется с геологическими данными, которые говорят об увеличении содержания изотопов железа и плутония в земном океане, антарктическом снегу и льду, а также на Луне в тот же период времени. Этот же временной промежуток совпадает с температурными рекордами, которые указывают на период похолодания на Земле.
Ученые утверждают, что внешнее давление со стороны холодного облака могло блокировать гелиосферу от пары сотен до миллиона лет – зависит от того, насколько большим оно было. Однако как только Земля отдалилась от плотного скопления газа, гелиосфера вновь вернула свое «покровительство» над планетой.
«Космическое соседство за пределами Солнечной системы крайне редко влияет на жизнь на Земле. Интересно обнаружить, что проход через плотные облака несколько миллионов лет назад мог подвергнуть Землю воздействию большого потока космических лучей и атомов водорода», – пояснил директор Института теории и вычислений Гарвардского университета Ави Леб.
Невозможно точно определить, какое влияние оказало холодное облако на Землю – например, могло ли оно спровоцировать ледниковый период. Но в межзвездной среде есть еще несколько других холодных облаков, с которыми Солнце, вероятно, сталкивалось за миллиарды лет с момента своего рождения, считают авторы исследования. Вероятно, такие «встречи» произойдут еще раз в течение тысяч или миллионов лет. Однако пока исследователи продолжат изучать прошлое нашей планетной системы и в следующей работе планируют определить, где находилось Солнце около 7 млн лет назад. Они надеются, что их труды проложат путь к большему пониманию того, как внешние силы влияли на Солнечную систему в далеком прошлом.
Ранее ученые определили, как формируется «медленный» солнечный ветер благодаря наблюдениям космического аппарата Solar Orbiter. Выяснилось, что такой процесс возникает в результате разрывов и соединений линий магнитного поля в закрытых областях короны.
