地球可能在數百萬年前暴露于星際異常

科學家們在地球和天空中搜尋地球氣候歷史的線索。強大而持續的火山噴發可以在很長一段時間內改變氣候，而太陽的輸出可以在數百萬年內改變地球的氣候。

但是星際氫云呢？當地球遇到這些氣體和塵埃區域時，它們會改變地球的氣候嗎？

星際云并不都是一樣的。有些是彌漫的，而有些則更密集。新研究自然天文學說我們的太陽系可能在兩三百萬年前穿過了其中一片濃密的云層。

這種效應可能會改變地球大氣層的化學成分，影響云的形成和氣候。

研究是”2-3 Myr 前，地球可能直接暴露在寒冷致密的星際介質中。“ 第一作者是哈佛大學拉德克利夫高級研究所和波士頓大學天文學系的Merav Opher。

“我們的研究結果為地球上生命的進化與我們的宇宙鄰居之間的關系打開了一扇新窗口。”

太陽正在穿過星際介質（ISM）中的一個大空腔，稱為本地氣泡.在LB內部，太陽的太陽能輸出形成了一個繭，稱為日光層.它保護太陽系免受宇宙輻射的影響。

在LB內部，不僅僅是太陽。它還包含其他恒星，以及本地星際云太陽一直在穿過LIC移動，并將在幾千年后離開它。LIC不是很密集。

但在過去的幾百萬年里，當太陽穿過本泡泡時，它遇到了比LIC密度大得多的云層。研究人員研究了這些相遇對太陽系開繭的能力的影響，以及這對地球的影響。

“恒星在移動，現在這篇論文表明它們不僅在移動，而且它們會遇到劇烈的變化。”

“在這里，我們表明，在過去幾百萬年中，太陽已經穿越了ISM中，有寒冷，致密的云層，可能會嚴重影響日光層。我們探索了一種場景，即太陽系在幾百萬年前經歷了一個冷氣體云，“Opher和她的同事寫道。

太陽經過的大部分都是稀薄的ISM。太陽不斷地穿過稀薄的ISM而沒有影響。

“這些云在太陽周圍很豐富，但密度太低，無法將日光層收縮到一定距離

然而，ISM中較密集的云層密度足以極大地影響保護日球層。

他們寫道：“太陽系附近的ISM也有一些罕見的、密集的冷云，被稱為局部冷云帶。

該功能區中的一朵云稱為本地獅子座冷云 （LLCC）。它是絲帶中最大的云之一，天文學家對它進行了廣泛的研究。他們知道它的密度和溫度。研究人員對絲帶中的其他云層沒有給予太多關注，但他們希望它們相似。

這篇論文的作者說，太陽穿過LLCC尾巴的可能性很小，大約1.3%。

“我們將這部分命名為冷云的本地猞猁（LxCCs）。LxCC占LRCC總質量的近一半，并且比研究得更充分的LLCC更大，“他們寫道。

過去對這些云的性質存在疑問。

“請注意，這些云是ISM中異常且無法解釋的結構，它們的起源和物理學尚不清楚，”作者寫道。他們的工作是基于這樣的假設，即自所謂的相遇以來的200萬年里，他們沒有發生實質性的變化。

“我們在這里假設這些云在過去2~Myr中沒有發生任何實質性的變化，盡管未來的工作可能會對它們的演變提供更多的見解。

研究人員使用模擬來研究濃云對日球層的影響，進而研究我們的星球。他們說，云的氫密度向后推了太陽，使日光層縮小到比地球繞太陽的軌道還小。

它帶來了太陽和月亮與密集、寒冷的 ISM 接觸。“這樣的事件可能對地球氣候產生了巨大影響，”他們解釋說。

地球上放射性同位素60Fe的存在支持了這次相遇。60Fe主要在超新星中產生，半衰期為260萬年。

先前的研究將60Fe與超新星爆炸聯系起來，在那里它根深蒂固地存在于塵埃顆粒中，然后被輸送到地球。它也存在于月球上。244Pu同時交付，也是在超新星噴射中。

雖然存在很多不確定性，但研究人員表示，60Fe在地球上的沉積與太陽系通過密集云層的假設通道一致，該云壓縮了保護日球層，使同位素能夠到達地球。

“我們提出的情景與60Fe和244Pu同位素的地質證據一致，即地球在那個時期與ISM直接接觸，”他們寫道。

但是，如果一顆超新星傳遞了放射性同位素，那么它必須非常接近，而其他證據則否定了超新星的來源。

“近距離的超新星爆炸與最近的局部氣泡形成模型相矛盾，”作者解釋說。“這種情況不需要將60Fe和244Pu吸收到塵埃顆粒中，將它們專門輸送到地球，就像附近超新星爆炸的情況一樣。

這個問題的核心問題是，這對地球有什么影響？

對后果的深入研究超出了本研究的范圍。該團隊確實對一些可能性發表了評論，同時也警告說，關于這個問題的研究很少。

“很少有作品在與密集的巨型分子云相遇的背景下定量地研究了這種相遇的氣候影響。一些人認為，如此高的密度會耗盡臭氧在大氣中層（50-100公里），最終冷卻地球，“他們寫道。

這是一個飛躍，但一些研究表明，這種降溫可能有助于我們物種的崛起。

“假設是，我們物種智人的出現是由適應的需要塑造的氣候變化.隨著日光層的收縮，地球直接暴露在ISM中，“他們寫道。

在他們的結論中，他們提醒我們，這種相遇發生的可能性很低。但不是零。

“恒星在移動，現在這篇論文不僅表明它們在移動，而且它們會遇到劇烈的變化，”波士頓大學藝術與科學學院天文學教授、大學空間物理中心成員Opher說。

“雖然太陽過去的運動與這些罕見的云層的巧合確實非常了不起，但ISM的湍流性質和這些云層的小電流角尺寸意味著過去的位置誤差橢圓比云層大得多，并且在沒有任何其他信息的情況下，它們相遇的概率被測量為很低。“ 他們在結論中寫道。

未來的工作將進一步深入研究這個問題。

即使這種特殊的遭遇可能沒有發生，這項研究仍然令人著迷。似乎有許多令人眼花繚亂的變量導致了我們，可以想象在ISM中穿過濃密的云層在某個時候發揮了一定作用。

“太陽系以外的宇宙鄰居很少影響地球上的生命，”哈佛大學理論與計算研究所所長、該論文的合著者Avi Loeb說。

“令人興奮的是，我們發現幾百萬年前我們穿過濃密的云層可能會使地球暴露在更大的宇宙射線和氫原子通量中。我們的研究結果為地球生命進化與我們的宇宙鄰居之間的關系打開了一扇新窗口。

“我們希望我們目前的工作將激勵未來的工作，詳細說明由于日光層與LRCC相遇而產生的氣候影響以及地球進化的可能后果，”作者總結道。

本文最初發表于今天的宇宙.閱讀原文.

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