یک ابر میان‌ستاره‌ای احتمالا موجب آغاز عصر یخبندان روی زمین شد

منظومه شمسی ما در یک “حباب عظیم” از پلاسمای محافظ به نام هلیوسفر قرار دارد که از خورشید منشا می گیرد. این لایه محافظ زمانی ایجاد می شود که باد خورشیدی به محیط بین ستاره ای حرکت می کند، که ماده شناور در فضای بین ستاره های کهکشان راه شیری است. هلیوسفر دائماً توسط جریان ثابتی از ذرات باردار از خورشید بازسازی می شود.

هلیوسفر از زمین در برابر تشعشعات کهکشانی محافظت می کند که می تواند بر DNA موجودات زنده تأثیر بگذارد. این دفاع به قدری حیاتی است که بسیاری از دانشمندان بر این باورند که در پیدایش و تکامل حیات روی زمین نقشی اساسی داشته است.

به گفته محققان، ممکن است زمانی یک ابر سرد از مواد بین ستاره ای باد خورشیدی را به دام انداخته باشد به گونه ای که هلیوسفر فشرده شده باشد. بنابراین احتمالاً لایه محافظ هلیوسفر زمین و سایر سیارات در مدت زمان کوتاهی حذف شده است. آفر در این باره می گوید:

ستارگان حرکت می کنند و این تحقیقات نشان می دهد که این اجرام نه تنها ثابت نیستند، بلکه می توانند دستخوش تغییرات قابل توجهی شوند.

اوفر با استفاده از مدل‌های کامپیوتری پیچیده به گذشته سفر کرد تا تأثیر بمباران غبار متراکم بین ستاره‌ای را بر روی هلیوسفر و زمین مطالعه کند. به این ترتیب او و گروهش حدود دو میلیون سال پیش موقعیت خورشید و همچنین موقعیت هلیوسفر و منظومه شمسی را تعیین کردند.

آنها همچنین پیشرفت رگه ای از گازهای سرد و متراکم معروف به “نوار محلی سیستم ابر سرد” را که در آن زمان از کهکشان راه شیری عبور می کرد، ردیابی کردند. این مطالعه نشان داد که یک ابر متراکم به نام “گوش سیاه محلی یک ابر سرد” ممکن است با هلیوسفر در انتهای نوار محلی سیستم ابر سرد برخورد کرده باشد.

به این ترتیب زمین در معرض مواد بین ستاره ای و عناصر سنگین و رادیواکتیو آن قرار گرفت. این عناصر بقایای ستارگان عظیمی هستند که در انفجارهای ابرنواختری می میرند. هلیوسفر به طور معمول از عبور این ذرات جلوگیری می کند. اما بدون لایه محافظ، این عناصر رادیواکتیو می توانند بر روی زمین ببارند. این مشکل می تواند افزایش ایزوتوپ های آهن-60 و پلوتونیوم-244 را در برف های قطب جنوب و هسته های یخی ماه که مصادف با دوره ای حدود 2 میلیون سال پیش است، توضیح دهد. زمان برخورد هلیوسفر با سیاهگوش محلی ابر سرد نیز با دوره سرد شدن زمین دو میلیون سال پیش مصادف است.

به گفته اوفر، فشار ناشی از سیاهگوش ابر سرد محلی، هلیوسفر را برای یک دوره کوتاه چند صد ساله یا یک دوره طولانی یک میلیون ساله محدود کرد. این مشکل به اندازه ابر فوق الذکر نیز بستگی دارد. به گفته محققان، پس از پایان این ابر سرد، هلیوسفر دوباره رشد کرد و سیارات را احاطه کرد.

با این حال، در شرایط کنونی، تعیین تأثیر ابر سرد میان ستاره ای بر روی زمین، به ویژه آغاز عصر یخبندان، دشوار است. اکنون محققان می توانند برای تعیین دوره های دیگر عبور از ابرهای بین ستاره ای و مقایسه آنها با عصر یخبندان به گذشته برگردند. محققان این مطالعه اکنون در حال بررسی تأثیر هیدروژن و مواد رادیواکتیو بر جو زمین هستند. به گفته آفر:

این ابر در گذشته وجود داشت و اگر ما از یک اتفاق شدید عبور می کردیم، در معرض فضای بین ستاره ای قرار می گرفتیم. این تازه شروع داستان است.

یافته های محققان در 10 ژوئن در مجله Nature Astronomy منتشر شد.