Pre oko dva miliona godina, Zemlja je bila sasvim drugačije mesto, sa našim ranim ljudskim precima koji su živeli pored sabljastih tigrova, mastodonta i ogromnih glodara. I, u zavisnosti od toga gde su bili, možda su bili hladni: Zemlja je pala u duboko smrzavanje, sa više ledenih doba koje su dolazile i odlazile sve do pre oko 12.000 godina.
Naučnici teoretiziraju da se ledena doba javljaju iz više razloga, uključujući nagib i rotaciju planete, pomjernu tektoniku ploča, vulkanske erupcije i nivoe ugljen-dioksida u atmosferi. Ali šta ako drastične promene poput ovih nisu samo rezultat Zemljinog okruženja, već i lokacije Sunca u galaksiji?
U novom radu objavljenom u Nature Astronomi, glavni autor i astrofizičar Merav Ofer – profesor astronomije na Univerzitetu u Bostonu i saradnik na Harvard Radklif institutu – pronašao je dokaz da je pre nekih dva miliona godina Sunčev sistem naišao na međuzvezdani oblak toliko gust da je mogao ometali su sunčevi solarni vetar. Ofer i njeni koautori veruju da ovo pokazuje da bi lokacija Sunca u svemiru mogla oblikovati istoriju Zemlje više nego što se ranije smatralo.
Ceo naš solarni sistem je obavijen zaštitnim plazma štitom koji emanira od sunca, poznatim kao heliosfera. Napravljen je od stalnog protoka naelektrisanih čestica, zvanih solarni vetar, koji se protežu daleko pored Plutona, obavijajući planete u ono što NASA naziva „džinovskim mehurom“.
Štiti nas od radijacije i galaktičkih zraka koji bi mogli da promene DNK, a naučnici veruju da je to deo razloga što je život na Zemlji evoluirao. Prema najnovijem dokumentu, hladni oblak je sabio heliosferu na takav način da je nakratko stavio Zemlju i druge planete u Sunčev sistem van uticaja heliosfere.
„Ovaj rad je prvi koji je kvantitativno pokazao da je došlo do susreta između Sunca i nečega izvan Sunčevog sistema što bi uticalo na klimu Zemlje“, kaže Ofer, stručnjak za heliosferu.
Njeni modeli su bukvalno oblikovali naše naučno razumevanje heliosfere i načina na koji je mehur strukturiran solarnim vetrom koji se gura prema međuzvezdanom medijumu – što je prostor između zvezda i izvan heliosfere u našoj galaksiji. Njena teorija je da je heliosfera oblikovana kao natečeni kroasan, ideja koja je potresla zajednicu svemirske fizike.
Sada, ona baca novo svetlo na to kako bi heliosfera i gde se Sunce kreće kroz svemir, mogli da utiču na atmosfersku hemiju Zemlje.
„Zvezde se kreću, a sada ovaj list pokazuje ne samo da se kreću, već nailaze na drastične promene“, kaže Ofer. Ona je prvi put otkrila i počela da radi na ovoj studiji tokom jednogodišnje stipendije na Harvard Radcliffe institutu.
Da bi proučili ovaj fenomen, Ofer i njeni saradnici su se u suštini osvrnuli u prošlost, koristeći sofisticirane kompjuterske modele da vizualizuju gde je Sunce bilo pozicionirano dva miliona godina u prošlosti – a sa njim i heliosferu i ostatak Sunčevog sistema. Oni su takođe mapirali putanju sistema Lokalne trake hladnih oblaka, niza velikih, gustih, veoma hladnih oblaka uglavnom napravljenih od atoma vodonika.
Njihove simulacije su pokazale da je jedan od oblaka blizu kraja te trake, nazvan Lokalni ris hladnog oblaka, mogao da se sudari sa heliosferom.
Da se to dogodilo, kaže Ofer, Zemlja bi bila u potpunosti izložena međuzvezdanom medijumu, gde se gas i prašina mešaju sa ostacima atomskih elemenata eksplodiranih zvezda, uključujući gvožđe i plutonijum.
Normalno, heliosfera filtrira većinu ovih radioaktivnih čestica. Ali bez zaštite, lako mogu doći do Zemlje. Prema listu, ovo je u skladu sa geološkim dokazima koji pokazuju povećane izotope 60 Fe (gvožđe 60) i 244 Pu (plutonijum 244) u okeanu, na Mesecu, u antarktičkom snegu i jezgri leda iz istog vremenskog perioda. Vreme se takođe poklapa sa temperaturnim zapisima koji ukazuju na period hlađenja.
„Samo retko naše kosmičko susedstvo izvan Sunčevog sistema utiče na život na Zemlji“, kaže Avi Loeb, direktor Instituta za teoriju i računarstvo Univerziteta Harvard i koautor rada.
„Uzbudljivo je otkriti da je naš prolazak kroz guste oblake pre nekoliko miliona godina mogao da izloži Zemlju mnogo većem protoku kosmičkih zraka i atoma vodonika. Naši rezultati otvaraju novi prozor u odnos između evolucije života na Zemlji i naše kosmičko susedstvo“.
Spoljašnji pritisak lokalnog risa hladnog oblaka mogao je neprekidno da blokira heliosferu na nekoliko stotina godina do milion godina, kaže Ofer – u zavisnosti od veličine oblaka. „Ali čim se Zemlja udaljila od hladnog oblaka, heliosfera je progutala sve planete, uključujući i Zemlju“, kaže ona. I tako je danas.
Nemoguće je znati tačan efekat koji su hladni oblaci imali na Zemlju – kao da je moglo da podstakne ledeno doba. Ali postoji nekoliko drugih hladnih oblaka u međuzvezdanom mediju sa kojima se sunce verovatno susrelo u milijardama godina otkako je rođeno, kaže Ofer. I verovatno će naići na više za sledećih milion godina.
Ofer i njeni saradnici sada rade na pronalaženju gde je sunce bilo pre sedam miliona godina, pa čak i dalje. Određivanje lokacije Sunca milionima godina u prošlosti, kao i sistema hladnog oblaka, moguće je pomoću podataka koje je prikupila misija Gaia Evropske svemirske agencije, koja gradi najveću 3D mapu galaksije i daje pogled bez presedana. zvezde brzine se kreću.
„Ovaj oblak je zaista bio u našoj prošlosti, i ako bismo prešli nešto tako ogromno, bili smo izloženi međuzvezdanom mediju“, kaže Ofer. Efekat ukrštanja puteva sa tolikom količinom vodonika i radioaktivnog materijala je nejasan, tako da Ofer i njen tim u naučnom centru BU’s SHIELD (Solarni vetar sa izmenom vodoničnih jona i dinamikom velikih razmera) DRIVE sada istražuju efekat koji je mogao da ima na Zemlji radijacije, kao i atmosfere i klime.
„Ovo je samo početak“, kaže Ofer. Ona se nada da će ovaj rad otvoriti vrata za mnogo više istraživanja o tome kako su na Sunčev sistem uticale spoljne sile u dubokoj prošlosti i kako su te sile zauzvrat oblikovale život na našoj planeti.
