Звезды, проходящие мимо Солнечной системы, могли изменить долгосрочную орбитальную эволюцию планет, включая Землю, и, как следствие, изменить климат на нашей планете.
«Возмущения — незначительное отклонение курса небесного тела, вызванное гравитационным притяжением соседнего тела — от проходящих звезд изменяют долгосрочную орбитальную эволюцию планет, включая Землю», — говорит Натан Кайб, ведущий автор нового исследования, опубликованного в Astrophysical Journal Letters.
«Одна из причин, по которой это важно, заключается в том, что геологические данные показывают, что изменения эксцентриситета орбиты Земли сопровождают колебания климата Земли. Если мы хотим наилучшим образом найти причины древних климатических аномалий, важно иметь представление о том, как выглядела орбита Земли во время этих эпизодов».
Одним из примеров такого эпизода является палеоцен-эоценовый термический максимум 56 миллионов лет назад, когда температура Земли поднялась на 5-8 градусов по Цельсию.
Смотрите также
Астрофизики КФУ открыли редкую двойную звезду
Огромное рентгеновское изображение охватывает половину Вселенной, включая миллион источников
Уже предполагалось, что эксцентриситет орбиты Земли во время этого события был особенно высоким, но новое исследование показывает, что проходящие звезды делают подробные предсказания прошлой орбитальной эволюции Земли в это время весьма неопределенными, и возможен более широкий спектр орбитального поведения, чем считалось ранее.
Моделирование (обратное движение) используется для прогнозирования прошлой орбитальной эволюции Земли и других планет. Аналогично прогнозированию погоды, этот метод становится менее точным, если вы расширяете его на более длительные периоды времени из-за экспоненциального роста неопределенностей. Раньше в этих «обратных прогнозах» не учитывались эффекты прохождения звезд вблизи Солнца.
Когда Солнце и другие звезды вращаются вокруг центра Млечного Пути, они неизбежно могут проходить рядом друг с другом, иногда на расстоянии десятков тысяч а.е., причем 1 а.е. — это расстояние от Земли до Солнца.
Эти события называются звездными встречами. Например, звезда проходит в пределах 50 000 а.е. от Солнца в среднем каждые 1 миллион лет, а в пределах 10 000 а.е. от Солнца в среднем каждые 20 миллионов лет.
Моделирование в этом исследовании включает события такого типа, в то время как большинство предыдущих подобных работ этого не делали.
Одна из основных причин, по которой эксцентриситет орбиты Земли колеблется с течением времени, заключается в том, что она получает регулярные возмущения от планет-гигантов Солнечной системы (Юпитера, Сатурна, Урана и Нептуна). Когда звезды проходят вблизи Солнечной системы, они возмущают орбиты планет-гигантов, что, следовательно, изменяет орбитальную траекторию Земли. Таким образом, планеты-гиганты служат связующим звеном между Землей и проходящими звездами.
Ученые говорят, что когда моделирование включало в себя прохождение звезд, они обнаружили, что орбитальная неопределенность растет еще быстрее, а временной горизонт, за которым предсказания этого обратного моделирования становятся ненадежными, более ранний, чем предполагалось.
Это означает две вещи: в истории Земли были прошлые эпохи, когда наша уверенность в том, как выглядела орбита Земли (например, ее эксцентриситет или степень округлости), была слишком неопределенной, а реальное состояние орбиты неизвестно, и последствия проходящих звезд делают возможными режимы орбитальной эволюции (длительные периоды особенно высокого или низкого эксцентриситета), которые не предсказывались предыдущими моделями.
“Учитывая эти результаты, мы идентифицировали одно известное недавнее звездное прохождение — солнцеподобную звезду HD 7977, произошедшее 2,8 миллиона лет назад, которое потенциально достаточно мощное, чтобы изменить прогнозы моделирования о том, какой была орбита Земли примерно 50 миллионов лет назад”, — сказал Натан Каиб.
Однако текущая неопределенность минимального расстояния встречи Солнца и HD 7977 велика и варьируется от 4000 до 31 000 а.е.
«Для больших расстояний HD 7977 не окажет существенного влияния на Землю. Однако ближе к меньшему концу диапазона это, скорее всего, изменит наши прогнозы о прошлой орбите Земли», — говорят исследователи.
«Мы показываем, что встречи звезд играют важную роль в долгосрочной динамической эволюции Солнечной системы. Хотя для того, чтобы эффекты звездных проходов существенно проявились, требуются десятки миллионов лет, долгосрочная орбитальная эволюция Земли и остальных планет связана с этими звездами».
Исследование было опубликовано в The Astrophysical Journal Letters.
Подпишитесь на наш канал в Telegram
