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È probabile che la Terra subisca un’anomalia interstellare milioni di anni fa: ScienceAlert

Gli scienziati esplorano la Terra e i cieli alla ricerca di indizi sulla storia climatica del nostro pianeta. Eruzioni vulcaniche potenti e prolungate possono cambiare il clima per lunghi periodi di tempo e la produzione del Sole può cambiare il clima della Terra nel corso di milioni di anni.

Ma che dire delle nubi di idrogeno interstellari? Queste regioni di gas e polvere potrebbero cambiare il clima della Terra quando il pianeta le incontra?

Le nubi interstellari non sono tutte uguali. Alcuni sono diffusi, altri sono più densi. Nuova ricerca in Astronomia della natura Dice che il nostro sistema solare potrebbe essere passato attraverso una delle nubi dense due o tre milioni di anni fa.

Questo effetto potrebbe cambiare la chimica dell’atmosfera terrestre, influenzando la formazione delle nubi e il clima.

La ricerca è “La possibilità che la Terra fosse direttamente esposta al freddo e denso mezzo interstellare 2-3 milioni di anni fa.“L’autore principale è Merav Ofer del Radcliffe Institute for Advanced Study dell’Università di Harvard e del Dipartimento di Astronomia dell’Università di Boston.

“I nostri risultati aprono una nuova finestra sulla relazione tra l’evoluzione della vita sulla Terra e il nostro vicinato cosmico”. -Avi Loeb, coautore, Istituto di teoria e calcolo dell’Università di Harvard

Il Sole si muove attraverso una grande cavità nel mezzo interstellare (ISM) chiamata cavità Bolla locale. All’interno del LB, l’emissione solare del Sole crea un bozzolo chiamato bozzolo Eliosfera. Protegge il sistema solare dalle radiazioni cosmiche.

Dentro LB non c’è solo il sole. Contiene anche altre stelle, e Nube interstellare locale (Come). Il Sole si è spostato attraverso il LIC e lo lascerà tra qualche migliaio di anni. LIC non è molto denso.

Ma negli ultimi milioni di anni, quando il Sole attraversa la bolla locale, incontra nubi molto più dense della LIC. I ricercatori hanno esaminato l’effetto di questi incontri sulla capacità del Sole di avvolgere il sistema solare e l’effetto che ciò ha avuto sulla Terra.

“Le stelle si stanno muovendo, e ora questo studio mostra che non solo si stanno muovendo, ma stanno sperimentando cambiamenti drammatici”. – Merav Ofer, Professore di Astronomia al College of Arts and Sciences dell’Università di Boston

“Qui mostriamo che nell’ISM che il Sole ha attraversato negli ultimi 2 milioni di anni, ci sono nubi fredde e compatte che possono influenzare in modo significativo l’eliosfera. Esploriamo uno scenario in cui il sistema solare è passato attraverso una nube di gas freddo a pochi milioni di anni anni fa,” hanno scritto Over e i suoi colleghi.

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La maggior parte di ciò che passa attraverso il Sole è un sottile ISM. Il Sole si muove costantemente attraverso il sottile ISM senza alcun effetto.

“Queste nubi sono abbondanti attorno al Sole ma la loro densità è troppo bassa per condensare l’eliosfera su grandi distanze

Tuttavia, le nubi più dense nell’ISM sono abbastanza dense da influenzare in modo significativo l’eliosfera protettiva.

“L’ISM situato vicino al sistema solare contiene anche alcune nubi rare, dense e fredde chiamate la fascia locale delle nuvole fredde”, hanno scritto.

Una delle nuvole in questa barra è chiamata Local Leo Cold Cloud (LLCC). È una delle nubi più grandi della barra ed è stata ampiamente studiata dagli astronomi. Ne conoscono la densità e la temperatura. I ricercatori non hanno prestato molta attenzione alle altre nuvole nella barra, ma si aspettano che siano simili.

Circa due milioni di anni fa, il sistema solare potrebbe essere passato attraverso una densa nube di idrogeno e materiale radioattivo. Premeva contro l’eliosfera, il bozzolo protettivo che il Sole fornisce alla Terra e agli altri pianeti. Appare qui come una bolla grigio scuro sopra lo sfondo dello spazio interstellare. Ciò potrebbe aver esposto la Terra a livelli elevati di radiazioni e influenzato il clima e la potenziale evoluzione umana. (Ofer et al., Astronomia della natura)

Gli autori di questo articolo affermano che esiste una piccola possibilità, circa l’1,3%, che il Sole passi attraverso la coda di LLCC.

“Chiamiamo questa frazione le nubi fredde locali della lince (LxCC). Gli LxCC rappresentano circa la metà della massa dell’LRCC e sono di dimensioni maggiori rispetto all’LLCC, più ben studiato”, scrivono.

Ci sono domande sulla natura di queste nuvole nel passato.

“Si noti che queste nuvole sono strutture anomale e inspiegabili nell’ISM, e la loro origine e la loro fisica non sono ben comprese”, hanno scritto gli autori. Il loro lavoro si basa sul presupposto che non siano cambiati in modo significativo nei due milioni di anni successivi al presunto incontro.

“Abbiamo ipotizzato che queste nubi non abbiano subito alcun cambiamento fondamentale negli ultimi due anni, anche se il lavoro futuro potrebbe fornire ulteriori informazioni sulla loro evoluzione.”

I ricercatori hanno utilizzato simulazioni per studiare l’effetto delle nubi dense sull’eliosfera, e quindi sul nostro pianeta. Dicono che la densità dell’idrogeno nella nube abbia spinto indietro il Sole, restringendo l’eliosfera a un volume più piccolo dell’orbita della Terra attorno al Sole.

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Simulazione dell'eliosfera
Queste immagini provenienti da simulazioni mostrano la deformazione dell’eliosfera passando attraverso la coda di lince locale delle nuvole fredde. (a) Vista laterale e (b) Vista dall’alto. Il cerchio rosso mostra l’orbita della Terra attorno al Sole. Le simulazioni mostrano che per un periodo di tempo la Terra è stata al di fuori dell’eliosfera protettiva del sole. (Ofer et al., 2024)

Ha portato il Sole e la Luna in contatto con il denso e freddo ISM. “Un simile evento avrebbe avuto un impatto significativo sul clima della Terra”, hanno spiegato.

L’incontro supporta la presenza dell’isotopo radioattivo 60Fe sulla Terra. Il 60Fe è prodotto principalmente nelle supernovae e ha un tempo di dimezzamento di 2,6 milioni di anni.

Precedenti ricerche hanno collegato il 60Fe all’esplosione di una supernova, dove rimase inciso nei granelli di polvere e fu poi trasportato sulla Terra. Si trova anche sulla Luna. Allo stesso tempo è stato rilasciato 244Pu, anch’esso nei rifiuti di supernova.

Sebbene vi sia molta incertezza, i ricercatori affermano che la deposizione di 60Fe sulla Terra è coerente con l’ipotetico passaggio del nostro sistema solare attraverso una densa nube che comprime l’eliosfera protettiva, consentendo agli isotopi di raggiungere la Terra.

“Il nostro scenario proposto è coerente con le prove geologiche degli isotopi 60Fe e 244Pu che suggeriscono che la Terra era in contatto diretto con l’ISM durante quel periodo”, hanno scritto.

Ma se la supernova ha rilasciato isotopi radioattivi, deve essere stata molto vicina, e altre prove escludono che si tratti di una fonte di supernova.

“L’esplosione di una supernova nelle vicinanze contraddice il modello moderno di formazione di bolle locali”, spiegano gli autori. “Lo scenario non richiede che il 60Fe e il 244Pu vengano assorbiti in particelle di polvere che li trasportano specificamente sulla Terra, come lo scenario delle vicine esplosioni di supernova”.

La domanda al centro di questo problema è: in che modo ciò ha influenzato il suolo?

Uno studio approfondito delle conseguenze va oltre lo scopo di questa ricerca. Il team ha commentato alcune delle possibilità, avvertendo anche che è stata fatta pochissima ricerca su questo tema.

“Pochissimo lavoro è stato studiato quantitativamente sugli impatti climatici di tali incontri nel contesto di incontri con dense nubi molecolari giganti. Alcuni sostengono che densità così elevate ridurrebbero l’ozono nella media atmosfera (50-100 km) e raffredderebbero la fine della Terra. atmosfera”, scrivono.

È un grande salto, ma alcune ricerche suggeriscono che questo raffreddamento potrebbe aver contribuito all’emergere della nostra specie.

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“L’ipotesi è che l’emergere della nostra specie, l’Homo sapiens, sia stato influenzato dalla necessità di adattarsi al cambiamento climatico. Mentre l’eliosfera si contraeva, la Terra era direttamente esposta all’ISM”, hanno scritto.

Nella loro conclusione ci ricordano che la probabilità che questo incontro si verifichi è bassa. Ma non zero.

“Le stelle si muovono, e ora questo studio mostra non solo che si stanno muovendo, ma che stanno sperimentando cambiamenti drammatici”, ha detto Over, professore di astronomia al College of Arts and Sciences dell’Università di Boston e membro del Center for Space Physics dell’università. .

“Sebbene la coincidenza del moto passato del Sole con queste rare nubi sia davvero notevole, la natura turbolenta dell’ISM e la piccola dimensione angolare attuale di queste nubi significa che l’ellissoide dell’errore di posizione passato è molto più grande delle nubi, e, In assenza di informazioni altrove, la probabilità di incontrarli è bassa”, scrivono nella loro conclusione.

Spetta al lavoro futuro approfondire questo problema.

Anche se questo particolare incontro non fosse avvenuto, la ricerca sarebbe comunque affascinante. Sembra che ci sia un numero sorprendente di variabili che hanno portato a noi, e non è azzardato immaginare che il passaggio attraverso le dense nubi dell’ISM abbia avuto un qualche ruolo ad un certo punto.

“Il nostro vicinato cosmico al di fuori del sistema solare raramente influenza la vita sulla Terra”, ha affermato Avi Loeb, direttore dell’Institute for Theory and Computation dell’Università di Harvard e coautore dell’articolo.

“È emozionante scoprire che il nostro passaggio attraverso dense nubi qualche milione di anni fa avrebbe potuto esporre la Terra a un flusso molto maggiore di raggi cosmici e atomi di idrogeno la nostra vita cosmica”.

“Ci auguriamo che il nostro lavoro attuale possa stimolare il lavoro futuro che dettaglia gli impatti climatici dovuti all’incontro dell’eliosfera con l’LRCC e le potenziali conseguenze per l’evoluzione sulla Terra”, hanno concluso gli autori.

Questo articolo è stato originariamente pubblicato da L’universo oggi. Leggi il Articolo originale.

Orsina Fiorentini
Orsina Fiorentini
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