科学家发现一次可能改变地球气候的星系碰撞

数百万年前，我们的太阳系航行穿过猎户座恒星形成复合体，它是巨大的拉德克利夫波浪结构的一部分。这次宇宙之旅可能通过压缩日光层和增加星际尘埃影响了地球的气候，可能在地质记录中留下了痕迹。利用欧空局盖亚任务的数据，科学家精确定位了这一通道，并将其与中新世气候转型联系起来，这是地球气候历史上的一次重大转变。

天文学家发现，1400 万年前，太阳系穿过猎户座复合体，这是一个密集的恒星形成区域。这次旅程可能压缩了日光层并增加了星际尘埃，可能影响了地球的气候。图片来源：NASA、ESA 和 F. Summers、G. Bacon、Z. Levay、J. DePasquale、L. Hustak、L. Frattare、M. Robberto、M. Gennaro (STScI)、R. Hurt (Caltech/IPAC)、M. Kornmesser (ESA)，致谢：A. Fujii、R. Gendler

由维也纳大学科学家领导的国际研究小组发现，大约 1400 万年前，我们的太阳系穿过了猎户座恒星形成复合体，它是较大的拉德克利夫波的一部分。

穿越太空稠密区域的旅程可能压缩了日光层（太阳系周围的保护层），并增加了星际尘埃的流动。科学家认为，这可能影响了地球的气候并在地质记录中留下痕迹。

他们的研究成果最近发表在《天文学和天体物理学》上，强调了天体物理学、古气候学和地质学之间的有趣联系。

图 1：银河系的艺术表现。太阳系的位置用白色线条表示。图片来源：NASA/JPL-Caltech/ESO/R. Hurt

当太阳系绕银河系中心旋转时，它会穿过不同的星系环境。“想象一下它就像一艘在海上航行的船，在不同条件下航行，”维也纳大学的主要作者兼博士生埃弗雷姆·马科尼解释道。“我们的太阳在穿过猎户座的拉德克利夫波时遇到了一个气体密度较高的区域。”

研究团队利用欧洲航天局( ESA )盖亚任务的数据和光谱观测，确定太阳系在大约 1400 万年前穿过猎户座区域的拉德克利夫波。“这一发现建立在我们之前识别拉德克利夫波的基础上，”维也纳大学天体物理学教授、这项研究的合著者 João Alves 说。拉德克利夫波是一个巨大而薄的结构，由相互连接的恒星形成区域组成，包括著名的猎户座复合体，正如这项研究所确定的那样，太阳穿过了该复合体。

图 2：拉德克利夫波。构成该结构的云层以红色突出显示，并叠加在艺术家绘制的银河系图上。太阳的位置以黄点突出显示。图片来源：Alyssa A. Goodman/哈佛大学

“我们穿过猎户座区域时，NGC 1977、NGC 1980 和 NGC 1981 等著名星团正在形成，”阿尔维斯指出。“这个区域在北半球冬季天空和南半球夏季天空中清晰可见。寻找猎户座和猎户座星云（梅西耶 42）——我们的太阳系来自那个方向！”

此次星系碰撞产生的尘埃增多可能会产生多种影响。它可能已经穿透地球大气层，可能在地质记录中留下超新星放射性元素的痕迹。“虽然目前的技术可能不够灵敏，无法探测到这些痕迹，但未来的探测器可以做到这一点，”阿尔维斯表示。

图 3：猎户座。该星座的主要恒星由直蓝线连接，其中一些标有其名称。猎户座星云 (M 42) 由红色方块标识。该图像是 Stellarium 的屏幕截图。来源：Stellarium (GNU)，由 Efrem Maconi 编辑

研究小组的研究表明，太阳系穿越猎户座区域的时间约为 1820 万至 1150 万年前，最有可能的时间是 1480 万至 1240 万年前。这一时间范围与中新世气候转型期相吻合，即从温暖多变的气候向较冷的气候的重大转变，从而形成了大陆规模的南极冰盖原型结构。

虽然这项研究提出了太阳系过去穿越其邻近星系与地球气候通过星际尘埃存在联系的可能性，但作者强调，因果关系需要进一步研究。

图 4：猎户座腰带。来源：Davide De Martin 和 ESA/ESO/NASA Photoshop FITS Liberator

“虽然导致中新世气候转变的潜在过程尚未完全确定，但现有的重建结果表明，大气温室气体二氧化碳浓度的长期下降是最有可能的解释，尽管存在很大的不确定性。然而，我们的研究强调，与拉德克利夫波穿越有关的星际尘埃可能影响了地球的气候，并可能在这次气候转变中发挥了作用。要改变地球的气候，地球上的外星尘埃数量必须比目前数据显示的要多得多，”马科尼说。

“未来的研究将探索这一贡献的意义。必须指出的是，过去的气候转变与当前的气候变化是不可比的，因为中新世气候转变跨越了数十万年的时间尺度。相比之下，由于人类活动，当前的全球变暖演变正在以前所未有的速度发生，持续数十年甚至数百年。”

图 5：维也纳上空的猎户座。来源：Efrem Maconi

这项研究很重要，因为它为太阳系的近代历史添加了一小块拼图，有助于将其置于银河系的背景中。

“我们是银河系的居民，”阿尔维斯说，“欧洲航天局的盖亚任务为我们提供了追踪我们最近在银河系星际海洋中行进路线的方法，让天文学家可以与地质学家和古气候学家交流意见。这非常令人兴奋。”

未来，由若昂·阿尔维斯领导的团队计划更详细地研究太阳在穿越银河系时遇到的银河环境。

编译自/ScitechDaily