Sluneční soustava možná před 2 miliony lety prošla hustým mezihvězdným oblakem

V novém článku astrofyzikové pod vedením Bostonské univerzity (BU) vypočítali pravděpodobnost, že Země byla vystavena studeným, drsným mezihvězdným mračnům, což je jev, který se dříve v geologických klimatických modelech nezvažoval. Na krátkou dobu před miliony let mohla být Země zbavena ochranného plazmového štítu Slunce, zvaného heliosféra, který je na připojeném obrázku znázorněn jako tmavě šedá bublina na pozadí mezihvězdného prostoru. Podle nového výzkumu to mohlo vystavit Zemi vysokým úrovním radiace a ovlivnit její klima.

Asi před dvěma miliony lety byla Země velmi odlišným místem, kde naši předkové žili po boku šavlozubých tygrů, mastodontů a obrovských hlodavců. A možná jim byla zima: Země upadla do hlubokého mrazu, přicházelo a odcházelo několik dob ledových až do období před 12 000 lety. Vědci se domnívají, že doby ledové nastávají z mnoha důvodů, včetně naklonění zemské osy a rotace planety, posunu deskové tektoniky, sopečných erupcí a hladin oxidu uhličitého v atmosféře. Ale co když tyto drastické změny nejsou jen výsledkem zemského prostředí, ale také polohy Slunce v Galaxii?

V novém článku publikovaném v Nature Astronomy výzkumníci pod vedením Boston University nalezli důkazy, že asi před dvěma miliony lety se Sluneční soustava setkala s mezihvězdným oblakem tak hustým, že by mohl interferovat se slunečním větrem Slunce. Věří, že to ukazuje, že poloha Slunce ve vesmíru může utvářet historii Země více, než se dříve uvažovalo.

Celá naše Sluneční soustava je zahalena do ochranného plazmového štítu známého jako heliosféra. Je složen z neustálého toku nabitých částic, nazývaných sluneční vítr, které se táhnou daleko za Pluto a obalují planety do toho, co NASA nazývá „obří bublina“. Chrání nás před radiací a galaktickými paprsky, které by mohly změnit DNA. A vědci se domnívají, že je to součást důvodu, proč se život na Zemi vyvinul tak, jak se vyvinul. Podle nejnovějšího článku studený mrak stlačil heliosféru takovým způsobem, že nakrátko se Země a ostatní planety Sluneční soustavy dostaly mimo její vliv.

„Tento dokument je první, který kvantitativně ukazuje, že došlo ke střetu Slunce a něčeho mimo Sluneční soustavu, co by ovlivnilo klima Země,“ říká astrofyzička BU Merav Opherová, odbornice na heliosféru a hlavní autorka článku.

Její modely doslova utvářely naše vědecké chápání heliosféry a toho, jak je bublina strukturována slunečním větrem působícím proti mezihvězdnému médiu – prostoru v naší Galaxii mezi hvězdami a za heliosférou. Nyní vrhá nové světlo na to, jak by heliosféra a místo, kde se Slunce pohybuje vesmírem, mohly ovlivnit chemii atmosféry Země.

„Hvězdy se pohybují a tento dokument nyní ukazuje nejen to, že se pohybují, ale také se setkávají s drastickými změnami,“ říká Merav Opherová, profesorka astronomie na BU College of Arts & Sciences a členka Univerzitního centra pro vesmírnou fyziku. Na studii pracovala během ročního stipendia Harvard Radcliffe Institute.

Opherová a její spolupracovníci se v podstatě ohlédli zpět v čase a pomocí sofistikovaných počítačových modelů vizualizovali, kde se Slunce nacházelo před dvěma miliony let – a spolu s ním i heliosféra a celá Sluneční soustava. Zmapovali také cestu systému Local Ribbon of Cold Clouds, řetězu velkých, hustých a velmi studených oblaků většinou tvořených atomy vodíku. Jejich simulace ukázaly, že jeden z mraků blízko konce této linie, nazvaný Local Lynx of Cold Cloud, se mohl srazit s heliosférou.

Pokud by se to stalo, říká Opherová, Země by byla plně vystavena mezihvězdnému médiu, kde se plyn a prach mísí se zbytky atomových prvků explodovaných hvězd, včetně železa a plutonia. Za normálních okolností heliosféra většinu těchto radioaktivních částic odfiltruje. Ale bez ochrany se snadno dostanou na Zemi. Podle tohoto dokumentu je to v souladu s geologickými důkazy, které ukazují zvýšené izotopy 60Fe (železo 60) a 244Pu (plutonium 244) v oceánu, antarktických sněhových a ledových jádrech – a na Měsíci – ze stejného časového období. Načasování také odpovídá teplotním záznamům, které indikují období ochlazení.

„Naše vesmírné sousedství za Sluneční soustavou ovlivní život na Zemi jen zřídka,“ říká Avi Loeb, ředitel Institutu pro teorii a výpočty Harvardské univerzity a spoluautor článku. „Je vzrušující zjištění, že náš průchod hustými oblaky před několika miliony let mohl vystavit Zemi mnohem většímu toku kosmického záření a atomů vodíku. Naše výsledky otevírají nové okno do vztahu mezi vývojem života na Zemi a naším vesmírným sousedstvím.“

Vnější tlak z místního oblaku Lynx of Cold Cloud mohl nepřetržitě blokovat heliosféru na několik set let až milion let, říká Opherová – v závislosti na velikosti oblaku. „Jakmile se však Země vzdálila od chladného oblaku, heliosféra opět obklopila všechny planety včetně Země,“ říká. A tak je to dodnes.

Je nemožné přesně zjistit, jaký vliv měl studený oblak na Zemi – zda mohl vyvolat dobu ledovou. Ale v mezihvězdném prostředí je několik dalších studených oblaků, se kterými se Slunce pravděpodobně setkalo za miliardy let od svého zrození, říká Opherová. A pravděpodobně za další miliony let narazí na další oblaky.

Opherová a její spolupracovníci nyní pracují na vysledování, kde bylo Slunce před sedmi miliony let a ještě dále. Přesné určení polohy Slunce miliony let v minulosti, stejně jako systému studených mraků, je možné pomocí dat shromážděných misí Gaia Evropské vesmírné agentury ESA, která vytváří největší 3D mapu Galaxie a poskytuje bezprecedentní pohled na rychlosti pohybů hvězd.

„Tento mrak byl skutečně v naší minulosti, a pokud jsme překročili něco tak masivního, byli jsme vystaveni mezihvězdnému médiu,“ říká Opherová. Účinek křížení cest s takovým množstvím vodíku a radioaktivního materiálu je nejasný, takže Opherová a její tým v BU nyní zkoumají účinek, který by mohlo mít záření na Zemi, stejně jako na její atmosféru a klima.

„Toto je jen začátek,“ říká Opherová. Doufá, že tento dokument otevře dveře k mnohem většímu zkoumání toho, jak byla Sluneční soustava ovlivňována vnějšími silami v hluboké minulosti.

Zdroj: https://www.bu.edu/articles/2024/the-solar-system-may-have-passed-through-interstellar-clouds/ a https://www.sci.news/astronomy/solar-system-cold-interstellar-cloud-13004.html

autor: František Martinek