6月 13, 2024

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天体物理学者は、200万年前に地球が冷たくて過酷な星間雲にさらされていた可能性を計算している

天体物理学者は、200万年前に地球が冷たくて過酷な星間雲にさらされていた可能性を計算している

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約 200 万年前、地球はまったく異なる場所であり、私たちの初期の人類の祖先はサーベルタイガー、マストドン、巨大なげっ歯類と共存していました。 場所によっては、寒かった可能性があります。地球は深い凍結に陥り、約 12,000 年前まで複数の氷河期が来たり去ったりしました。

科学者たちは、氷河期は、惑星の傾きや自転、地殻プレートの移動、火山の噴火、大気中の二酸化炭素のレベルなど、さまざまな理由で起こると理論づけています。 しかし、そのような劇的な変化が地球環境だけでなく、銀河内での太陽の位置の結果であるとしたらどうなるでしょうか?

に掲載された新しい論文では、 自然天文学、 ボストン大学の天文学教授でハーバード・ラドクリフ研究所の研究員でもある筆頭著者で天体物理学者のメラフ・オファー氏は、約200万年前、太陽系が太陽の活動を妨害するほどの高密度の星間雲に遭遇したという証拠を発見した。風。 オーヴァー氏らは、これは宇宙における太陽の位置がこれまで考えられていた以上に地球の歴史を形作っている可能性があることを示していると信じている。

私たちの太陽系全体は、太陽圏として知られる太陽から放射される保護プラズマ シールドで覆われています。 これらは太陽風と呼ばれる荷電粒子の絶え間ない流れでできており、冥王星を超えて広がり、NASA が「巨大な泡」と呼ぶもので惑星を包み込んでいます。

それはDNAを変える可能性のある放射線や銀河線から私たちを守ってくれます、そして科学者たちはそれが地球上の生命がそのように進化した理由の一部であると信じています。 最新の研究によると、冷たい雲は太陽圏を圧縮し、太陽系内の地球や他の惑星を一時的に太陽圏の影響の外に置いたという。

「この論文は、太陽と地球の気候に影響を与える太陽系外の何かとの衝突があったことを初めて定量的に示したものだ」と太陽圏の専門家オーヴァー氏は言う。

彼女のモデルは、太陽圏に関する私たちの科学的理解を形作ってきました。また、太陽風が星間物質、つまり星と星の間、そして銀河系の太陽圏を超えた空間を圧迫することによって泡がどのように形成されるのかについての理解を形作ってきました。 彼女の理論は太陽圏がふわふわしたクロワッサンに似ているというもので、この考えは宇宙物理学界に衝撃を与えた。

これにより、太陽が宇宙空間を移動する太陽圏が地球の大気の化学にどのような影響を与えるかについて、新たな光が当てられました。

「星は移動します。今回の論文は、星が移動しているだけでなく、劇的な変化を経験していることを示しています」とオーヴァー氏は言う。 私はこの研究を初めて発見し、ハーバード・ラドクリフ研究所での 1 年間のフェローシップ中に取り組み始めました。

この現象を研究するために、オファーとその共同研究者らは、高度なコンピューター モデルを使用して時間を遡り、200 万年前に太陽、太陽圏、太陽系の残りの部分がどこにあったかを視覚化しました。 彼らはまた、大部分が水素原子で構成される一連の大きくて密度の高い非常に冷たい雲である、冷たい雲の局所的なバンド系の経路をマッピングしました。

彼らのシミュレーションでは、このバンドの端近くにある雲の1つ(「冷たい雲のローカルリンクス」と呼ばれる)が太陽圏に衝突する可能性があることが示された。

もしそれが起こっていたら、地球は星間物質に完全にさらされていただろうとオーヴァー氏は言う。そこではガスや塵が、鉄やプルトニウムなど、星の爆発で残った原子元素と混合する。

通常、太陽圏はこれらの放射性粒子のほとんどを濾過して除去します。 しかし、保護がなければ簡単に地面に到達してしまいます。 論文によると、これは増加を示す地質学的証拠と一致しているという。 60鉄(Fe60)と 244プルトニウム(Pu-244)の同位体は、海洋、月、南極の雪、同時代の氷床コアで発見されています。 このタイミングは、冷却期間を示す温度記録とも一致します。

「太陽系外の宇宙近隣が地球上の生命に影響を与えることはほとんどありません」とハーバード大学理論計算研究所所長で論文の共著者であるアヴィ・ローブ氏は言う。

「数百万年前に私たちが濃い雲を通過した際に、地球がはるかに多くの宇宙線と水素原子の束にさらされていた可能性があることを発見できて、とても興奮しています。私たちの研究結果は、地球上の生命の進化と地球上の生命の進化との関係について新たな窓を開きます。私たちの宇宙生活。」

冷たい雲の中の地元のオオヤマネコからの外向きの圧力は、雲の大きさにもよりますが、数百年から100万年の間継続的に太陽圏を遮断した可能性があるとオーヴァー氏は言います。 「しかし、地球が冷たい雲から離れるとすぐに、太陽圏は地球を含むすべての惑星を飲み込みました」と彼女は言います。 今日もこれが当てはまります。

冷たい雲が氷河期を引き起こす可能性があるため、冷たい雲が地球に与える影響を正確に知ることは不可能です。 しかし、星間物質には他にもいくつかの冷たい雲があり、太陽は誕生以来数十億年間に遭遇した可能性が高いとオーヴァー氏は言う。 おそらくあと100万年ほどでさらに衰退するだろう。

オフェルとその共同研究者らは現在、700万年前、そしてさらに遡って太陽がどこにあったのかを追跡する研究を行っている。 数百万年前の太陽の位置と冷たい雲システムは、欧州宇宙機関のガイア計画によって収集されたデータによって可能になりました。ガイア計画は、銀河の最大の 3D 地図を構築し、前例のない地球の様子を明らかにしています。銀河。 星の移動速度。

「この雲はすでに私たちの過去のものであり、もし私たちがこれほど巨大なものを横切ったら、私たちは星間物質にさらされるでしょう」とオーヴァー氏は言う。 大量の水素と放射性物質を含む経路を通過する影響は不明であるため、BU の DRIVE Science Center SHIELD (水素イオン交換と大規模ダイナミクスを備えた太陽風) のオファーと彼女のチームは現在、これが地球に与える可能性のある影響を調査しています。 。 放射線、大気、気候。

「これはほんの始まりにすぎません」とオーバー氏は言う。 彼女は、この論文が、太古の昔に太陽系が外力によってどのような影響を受けたのか、そしてそれらの力が次にどのように地球上の生命を形作ったのかについて、さらなる探求への扉を開くことを望んでいます。

詳しくは:
200万年から300万年前、地球は冷たくて密度の高い星間物質に直接さらされていた可能性。 自然天文学 (2024年)。 土井: 10.1038/s41550-024-02279-8

雑誌情報:
自然天文学


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