Egy nemrég megjelent tanulmányban annak a valószínűségét vizsgálták a kutatók, hogy a Föld korábban ki volt-e téve egy hűvös, sűrű csillagközi felhő hatásainak, amit eddig nem vettek számításba a földi éghajlatmodellek megalkotásakor.

Évmilliókkal ezelőtt a Föld egy rövid időre kikerülhetett a Nap védőpáncélja mögül. A helioszférának nevezett védelmező buborékot a fenti képen szürke színnel ábrázolták. A kutatók szerint a Föld egy időben a csillagközi tér erőteljes sugárzásának volt kitéve, ami befolyásolta az éghajlatot bolygónkon. (Opher et al., Nature Astronomy)

Kétmillió évvel ezelőtt a Föld egészen más hely volt, mint napjainkban. Az ember korai ősei kardfogú tigrisekkel, mammutokkal és hatalmas rágcsálókkal osztották meg életterüket, és előfordult, hogy bizony nagyon fáztak: a Föld egészen 12 ezer évvel ezelőttig több jégkorszakon is átesett. A jégkorszakok számos okból bekövetkezhetnek: a bolygó tengelyének dőlése miatt, a lemeztektonikának, vulkánkitöréseknek köszönhetően, vagy a légkör szén-dioxid-tartalmának változása miatt. De mi van akkor, ha ezek a drasztikus változások nemcsak a Föld környezetének, de a Nap galaxisban elfoglalt helyének is köszönhetőek?

A Bostoni Egyetem kutatói vezette csoport a Nature Astronomy című lapban közzétett tanulmányában számolt be kutatási eredményeiről. A kutatócsoport szerint a Naprendszer kétmillió évvel ezelőtt egy sűrű csillagközi felhővel találkozott, és ez megzavarhatta a napszelet. Szerintük a Nap helyzete nagyobb befolyással lehetett a Föld múltjára, mint eddig gondoltuk.

Naprendszerünket a Napból induló védőpajzs, a helioszféra veszi körül. Ezt a buborékot a töltött részecskék folyamatos árama, a napszél hozza létre, és egészen a Plútó pályáján túlra nyúlik. Ez véd meg bennünket a DNS-ünket károsítani képes sugárzástól, ráadásul a kutatók szerint szerepet játszott abban is, hogy a Földön olyan formában alakult ki az élet, ahogy ismerjük. A most közzétett tanulmány szerint a hűvös felhő úgy összenyomta a helioszférát, hogy a Föld és a többi bolygó egy rövid időre kikerült a védőpajzs alól.

„Ez a tanulmány az első, amely kvantitatív módon igazolja, hogy a Nap és egy Naprendszeren kívüli dolog közötti találkozás változtathatott a Föld éghajlatán.” – mondja Merav Opher (BU), a szakcikk vezető szerzője.

A kutató modelljei szó szerint átformálták a helioszféráról alkotott képünket, és az ismereteinket arról, hogy a napszél által létrehozott buborék miként nyomul a csillagközi közegbe. Vitatott elmélete szerint a helioszféra olyan alakú, mint egy felfújt croissant. Ebben a tanulmányában új megvilágításba helyezi a helioszféra hatását a Föld légkörének kémiájára.

„Ez a tanulmány bemutatja, hogy a csillagok nemcsak mozognak, de közben drasztikus változások is történhetnek velük.” – mondja Opher. A kutatócsoport kifinomult számítógépes modellekkel kiszámította, hogy hol helyezkedett el a Nap, valamint vele együtt a helioszféra és a Naprendszer kétmillió évvel ezelőtt. Feltérképezték egy hűvös felhőrendszer, az úgynevezett Local Ribbon of Cold Clouds útvonalát: ez egy nagy, sűrű, hűvös felhőkből álló szalag, amelyet főként hidrogénatomok alkotnak. A szimulációk során kimutatták, hogy a szalag végénél található egyik felhő (Local Lynx of Cold Cloud) ütközhetett a helioszférával.

Ha ez valóban megtörtént, akkor a kutatók szerint a Föld teljesen ki volt téve a csillagközi közegnek, ahol gáz és por keveredik a felrobbant csillagok szétszórt atomjaival, így például vassal és plutóniummal. A helioszféra normális esetben eltéríti a radioaktív részecskéket, de védelem nélkül könnyedén elérik a Földet. Ez összhangban áll azzal, hogy az ebből az időszakból származó vas-60 és plutónium-244 izotópok mennyisége magas az óceánokban, az Antarktisz havában, a jégmagokban és még a Holdon is. A történtek időben egybeesnek a hőmérséklet erőteljes csökkenésével is.

„A Naprendszeren túli kozmikus környezetünk csak ritkán van hatással a földi életre.” – mondja Avi Loeb (Harvard University), a tanulmány társszerzője. „Izgalmas felfedezés, hogy amikor néhány millió évvel ezelőtt áthaladtunk ezeken a sűrű felhőkön, akkor a Föld sokkal erősebb kozmikus sugárzásnak és több hidrogénatomnak volt kitéve. Az eredményeink új ablakot nyitnak a földi élet fejlődése és kozmikus környezetünk közötti kapcsolatra.”

A Local Lynx of Cold Cloud felhő külső nyomása néhány száz vagy akár egymillió éven át is gyengíthette a helioszférát. „Amint azonban a Föld távol került a hűvös felhőtől, a helioszféra újra beburkolta a bolygókat, köztük a Földet is.” –  magyarázza Opher. És ez szerencsére máig így van.

Nem tudhatjuk pontosan, hogy milyen hatással volt a hűvös felhő a Földre, például idézett-e elő jégkorszakot. A kutatók szerint több olyan hűvös felhő is található a csillagközi térben, amelyekkel a Nap az elmúlt évmilliárdok során találkozhatott, és a következő egymillió évben még összefuthat néhánnyal.

A kutatók most azon dolgoznak, hogy megállapítsák, hol volt a Nap hétmillió évvel ezelőtt, és még régebben. A Nap és a hűvös felhőrendszer több millió évvel ezelőtti helyzetének meghatározását az Európai Űrügynökség Gaia-űrtávcsövének adatai teszik lehetővé. Ezekből készül a galaxis legnagyobb háromdimenziós térképe, de az adatokból korábban nem látott pontossággal derül fény a csillagok mozgásának sebességére is.

„Ez a felhő bizonyosan szerepet kapott a múltunkban. Ha pedig egy ilyen hatalmas felhővel ütköztünk, akkor ki voltunk téve a csillagközi közegnek.” – mondja Opher. Egyelőre nem tudjuk, milyen hatásai vannak annak, ha ennyi hidrogén és radioaktív anyag keresztezi az utunkat. A kutatók a SHIELD DRIVE Kutatóközpontban azt vizsgálják, hogy milyen hatással lehetett egy ilyen találkozás a Földet ért sugárzásra, a légkörre és az éghajlatra. Remélik, hogy ez a tanulmány utat nyit a Naprendszert ért múltbeli hatások kutatása felé.

Forrás: Boston University