Из космоса наблюдают молнию длиной 830 км… рекордная вспышка. Используя квантовую физику, исследователи с поразительной точностью «обратили время».
Пока Солнечная система движется по Млечному Пути, она иногда встречает области космоса, способные изменить окружающую среду Земли. Миллионы лет назад одно из таких прохождений могло резко сжать гелиосферу, позволив частицам из глубокого космоса достичь атмосферы нашей планеты.
Согласно исследованию, опубликованному в журнале Nature Astronomy в 2024 году, это событие произошло, когда Солнце и планеты вошли в холодное плотное межзвёздное облако — часть Местной ленты холодных облаков. Это подтверждается геологическими следами изотопов железа-60 и плутония-244 в земной коре и на Луне.
Роль гелиосферы как щита
Гелиосфера — это огромный пузырь, созданный солнечным ветром, постоянным потоком заряженных частиц, исходящих от Солнца. Она простирается далеко за орбиту Плутона — примерно в три раза дальше — и служит барьером против межзвёздной среды (МЗС), разреженной материи между звёздами. По данным NASA, этот щит помогает защищать планеты от высокоэнергетического космического излучения, а магнитосфера Земли добавляет дополнительный уровень защиты, предотвращая эрозию атмосферы и снижая радиационное облучение.
В настоящее время наша Солнечная система движется через Местный пузырь — область шириной около 1000 световых лет, содержащую гораздо меньше частиц, чем среднее межзвёздное пространство — всего около 0,001 на кубический сантиметр по сравнению с типичными 0,1. Но так было не всегда.
Прохождение через холодное плотное облако
Исследователи составили карту Местной ленты холодных облаков и обнаружили доказательства того, что Солнце, вероятно, прошло через более плотное пространство за последние несколько миллионов лет. Команда рассмотрела сценарий, в котором Солнечная система пересекла холодное газовое облако с плотностью более 1000 частиц на кубический сантиметр. Такое прохождение могло резко сжать гелиосферу, сделав Землю более уязвимой для воздействия МЗС.
Это воздействие могло изменить химический состав атмосферы, потенциально истощив озон в средней атмосфере и вызвав глобальное похолодание. Геологические данные подтверждают эту гипотезу: изотопы, такие как железо-60 и плутоний-244, были обнаружены в антарктическом снегу, глубоководных отложениях, образцах лунного грунта и ледяных кернах из этого периода. Эти изотопы могли быть захвачены межзвёздной пылью внутри плотного облака и осесть на Земле во время столкновения.
Длительное климатическое влияние
Сокращение гелиосферы могло длиться от сотен лет до миллиона, потенциально влияя на климатические модели и даже на эволюцию человека. В исследовании отмечается, что «появление нашего вида Homo sapiens было сформировано необходимостью адаптироваться к изменению климата», и предполагается, что сокращение гелиосферы сделало Землю более уязвимой для межзвёздных условий.
По словам физика-космоса из Бостонского университета Мерав Офер, «эта статья впервые количественно показывает, что произошло столкновение между Солнцем и чем-то за пределами Солнечной системы, что повлияло на климат Земли», добавив, что после выхода Солнечной системы из облака гелиосфера снова полностью охватила Землю.
Будущие встречи на горизонте
Учёные предполагают, что Солнечная система может столкнуться с другим плотным облаком, сжимающим гелиосферу, в течение следующего миллиона лет. Эта возможность подчёркивает важность понимания поведения гелиосферы и её взаимодействия с межзвёздной средой.
Космические аппараты NASA «Вояджер-1», «Вояджер-2», «Исследователь границ межзвёздной среды» и другие миссии по изучению гелиофизики продолжают исследовать границы нашего солнечного щита, уточняя наши знания о том, как такие космические события формируют планетарные среды — и, возможно, траекторию жизни.