• Добавить в закладки
  • Facebook
  • Twitter
  • Telegram
  • VK
  • Печать
  • Email
  • Скопировать ссылку
10 июня
Александр Березин
15
63 096

Холодное межзвездное облако обдало ранних людей мощным потоком галактических лучей

5.3

Исследователи из США выяснили, что примерно два миллиона лет назад Солнечная система захватила хвост облака холодного межзвездного газа. В результате гелиосфера сильно сжалась, дав галактическим лучам свободно облучать все планеты системы. Это должно было вызвать и серьезные проблемы с климатом.

Пузырь гелиосферы в центре. Около двух миллионов лет назад его, согласно расчетам ученых, сжало примерно в 500 раз / © Wikimedia Commons

В галактиках встречаются как области со сниженной концентрацией газа и пыли, так и холодные межзвездные облака. Это области, занятые холодным веществом, где частота встречаемости атомов или частиц плазмы может быть на порядки выше, чем в окрестностях Солнечной системы сегодня. Она лежит в Местном межзвездном облаке, которое отнюдь не холодное и поэтому имеет очень низкую плотность вещества в межзвездном пространстве. Теперь группа американских ученых проанализировала траекторию Солнечной системы в последние миллионы лет и выяснила, что не так давно наши предки могли испытать на себе прохождение через одно из таких холодных и плотных облаков. Их работа об этом опубликована в Nature Astronomy.

Это исключительно сложная задача, поскольку границы многих межзвездных облаков определены только примерно, с ошибками и допусками в десятки световых лет. Кроме того, на траекторию движения Солнца влияет поле тяготения объектов, мимо которых оно движется, отчего со временем она изменяется. Тем не менее после тщательного анализа данных исследования HI4PI ученые пришли к выводу, что с заметной вероятностью приблизительно два миллиона лет назад наша система должна была пройти через «хвост» одного из таких холодных облаков, находящегося и сегодня не слишком далеко от Солнечной системы.

Туманность Ориона, один из видов межзвездного облака / © Wikimedia Commons

Далее исследователи смоделировали последствия столкновения гелиосферы с таким облаком. Гелиосферой называют примерно сферическую зону вокруг Солнца, где плазма солнечного ветра движется от светила со сверхзвуковыми скоростями. На эту плазму приходится около половины космической радиации в космосе внутри Солнечной системы.

Поскольку энергия солнечного ветра в норме очень низкая, его частицы почти всегда задерживаются магнитным полем и атмосферой Земли. В то же время гелиосфера «выталкивает» частицы галактических космических лучей. В норме они обладают большей энергией, чем у частиц солнечного ветра.

Северные сияния около двух миллионов лет назад должны были стать редким (не ежедневным) явлением, потому что выйти за пределы гелиосферы частицам солнечного ветра было не так-то просто / © Wikimedia Commons

В результате, по расчетам авторов научной работы, «сжатие» гелиосферы около двух миллионов лет назад должно было привести к резкому росту уровня радиации в тех областях системы, что гелиосфера более не защищала. Сегодня радиус гелиосферы — примерно 130 астрономических единиц (одна астрономическая единица равна расстоянию от Земли до светила). Около двух миллионов лет назад на какое-то время — конкретную продолжительность его трудно определить, но не менее сотен лет — гелиосфера сжалась до 0,22 астрономической единицы.

То есть даже Меркурий, не говоря уже о Венере, Земле и Луне, оказался в условиях космической радиации, которая была примерно в два-три раза выше нынешней. На поверхности Земли естественный фон мог вырасти даже больше, поскольку галактические лучи слабее задерживаются атмосферой и магнитным полем.

Само по себе такое увеличение радиационного фона не должно наносить вреда здоровью. Напротив, ряд научных работ указывают, что умеренная долгосрочная радиация (в противоположность разовой большедозной) повышает продолжительность жизни у животных и снижает вероятность рака и врожденных уродств у людей. Однако детально понять конкретные последствия воздействия радиации на все живое два миллиона лет назад не так-то просто.

Ученые попытались проверить, насколько их вычисления стыкуются с находками геологов. Оказалось, между 1,7 и 3,2 миллиона лет назад в ледяных кернах и ряде других образцов отмечается пик содержания железа-60 (полураспад за 2,6 миллиона лет) и плутония-244 (полураспад за 80,7 миллиона лет). Интересно, что такой же всплеск примерно в то же время выявили в образцах лунных пород. Теоретически они могут прийти и из иных источников, а не из холодного межзвездного облака. Например, железо-60 образуется при взрывах сверхновых, а плутоний-244 — при слиянии нейтронных звезд (так называемый r-процесс).

Однако взрыв сверхновой, который даст много железа-60, вообще говоря, должен запустить массовое вымирание, следов которого палеонтологи не видят. Близкое слияние нейтронных звезд может быть не так опасно, но это, внутри галактического диска, где живем мы, довольно-таки нечастое событие. Из этого следует, что спекулятивные, на первый взгляд, выводы авторов о холодном межзвездном облаке, похоже, близки к реальности. В нем концентрация таких изотопов существенно выше обычной, и, главное, оно может сжать гелиосферу достаточно, чтобы оба изотопа в достаточных количествах попали на планеты и спутники Солнечной системы.

Ученые отметили, что подобное прохождение через облако должно было существенно изменить климат Земли. По ряду более ранних работ выходит, что повышенный уровень такого излучения ведет к снижению плотности озонового слоя — достаточному, чтобы снизить среднюю температуру на планете. Поскольку она вращается вокруг желтого карлика, разовое долгосрочное падение температур запускает систему обратных связей, ведущих к долгосрочному похолоданию. Это происходит из-за расширения ледовых шапок, охлаждающих Землю еще сильнее (через отражение солнечных лучей в космос).

Интересно, что как раз два миллиона лет назад на нашей планете началась затяжная серия оледенений, а средние температуры надолго упали. До двух миллионов лет назад они были стабильно не ниже плюс 17 градусов Цельсия. Для сравнения: столько же прогнозируется глубоко в XXII веке из-за глобального потепления. А до антропогенного потепления, последние 10 тысяч лет, они были лишь на уровне плюс 14.

Эпоха ледников сделала Африку, прародину человечества, существенно менее пригодной для обитания. Например, приблизительно 20 тысяч лет назад, в пик последнего оледенения, Нил временами исчезал полностью, а пустыни занимали более 50% Черного континента. Подобные колебания температур авторы ряда научных работ считают причиной быстрой эволюции человека в Африке и выхода оттуда как минимум двух видов Homo. Новое исследование может означать, что первопричиной этих событий стало влияние астрономического объекта из-за пределов Солнечной системы.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Подписывайтесь на нас в Telegram, Яндекс.Новостях и VK
Предстоящие мероприятия
Позавчера, 12:09
Татьяна

Ученые из Китая проанализировали состав древнейших цирконов с помощью машинного обучения. В этих минералах хранится информация о процессах в недрах планеты. По мнению авторов нового исследования, все указывает на то, что перемещения плит в литосфере происходили уже в катархее, 4,2 миллиарда лет назад, то есть гораздо раньше предыдущих оценок.

Вчера, 12:45
Татьяна

Открытая недавно планета LHS 1140 b заинтересовала ученых как потенциально обитаемая. В новой работе канадские исследователи подтвердили, что это, скорее всего, мир с теплым океаном, окутанным насыщенной азотом атмосферой.

Позавчера, 19:14
Дарья Г.

За 13 миллиардов лет своей истории наш Млечный Путь поглотил как минимум шесть других галактик, а скорее всего, больше десяти. И вот ученые нашли «замерзшее во времени» ядро одной из них — черную дыру средней массы.

Позавчера, 12:09
Татьяна

Ученые из Китая проанализировали состав древнейших цирконов с помощью машинного обучения. В этих минералах хранится информация о процессах в недрах планеты. По мнению авторов нового исследования, все указывает на то, что перемещения плит в литосфере происходили уже в катархее, 4,2 миллиарда лет назад, то есть гораздо раньше предыдущих оценок.

8 июля
Полина Меньшова

Ученые из Великобритании предложили психофизиологическую модель, объясняющую, как именно физические упражнения облегчают симптомы депрессии. Особенно она применима к аэробной нагрузке, например ходьбе, подъему по лестнице, бегу.

9 июля
Татьяна

Если человек не может однозначно интерпретировать какое-то визуальное явление, у него возникает желание рассмотреть его получше. Американские ученые впервые продемонстрировали, что происходит в этот момент в мозге.

25 июня
Игорь Байдов

Ученые из Китая и Бельгии воссоздали в лаборатории условия, существовавшие на Меркурии четыре миллиарда лет назад, и выяснили, что они были идеальными для образования слоя алмазов, который с течением времени становился лишь толще.

21 июня
Nadya

Земля начала формироваться примерно 4,5 миллиарда лет назад. Чтобы понять, как это происходило в ранние периоды развития нашей планеты, ученые ищут образцы древних горных пород. Одну из таких, возрастом почти 3,5 миллиарда лет, обнаружили рядом с городом Колли в Австралии.

1 июля
Александр Березин

Необычный биологический вид, по оценке авторов новой научной работы, пригоден для заселения четвертой планеты без каких-либо предварительных условий — уже в том виде, в котором он существует сейчас. Поскольку речь идет о фотосинтетическом организме, он способен нарабатывать существенное количество кислорода. Интересно, что кандидат на терраформирование Марса сохранил жизнеспособность после месяца в жидком азоте.

[miniorange_social_login]

Комментарии

15 Комментариев
Alexander Baulin
1 неделя назад
-
0
+
А где почитать про механизм влияния озонового слоя на потепление? Раз у нас в 90-е был максимум его дырявости, должно было наступить похолодание?
иван федоров
4 недели назад
-
0
+
появление по курсу орбиты Земли облака холодного молекулярного газа то бишь водорода, привело бы к его реакции с кислородом атмосферы и выпадению осадков в виде н2о. скорее всего наблюдался бы небольшой парниковый эффект в плюс ко всему. при чему тут гелиосфера, при всем уважении, не совсем понятна эта первоочередная озабоченность не пойми чем. когда тут равномерный потоп образовался, пусть и не такой интенсивный, но все же достаточно длительный.. плюс изъятие кислорода из атомсферы и смещение баланса в сторону парниковых газов. гелиосфера))
    Александр Березин
    4 недели назад
    -
    0
    +
    иван, концентрация водорода в межзвездном облаке крайне низка, и поэтому не может дать заметного роста объема воды на Земле. Поэтому гелиосфера и попала в центр внимания авторов из "Нейче".
    +
      ещё комментарии
      иван федоров
      4 недели назад
      -
      0
      +
      Александр, непонятно как долго Земля двигалась по этому облаку. постоянное воздействие пусть даже понятно что и чрезвычайно низких концентраций, но длительных и постоянных, могло дать значительный эффект. думаю, Земле повезло, что она вернее солнечная система, находится вне областей с высокой концентрацией межзвездного газа. иначе весь кислород в атмосфере, как бы это сказать.. гидратировался за пару сотен тысяч лет(ок, накинем на порядок дольше - за пару миллионов лет и не весь, а заметная часть уходила бы в воду)?
1 2
1 2
11.06.2024
-
3
+
Ой, какая же претенциозная статья боооги! Что оригинал, что перевод. Даже возникает ощущение что специально было сделано ради срача в коментах...нуу, я вот написал этот комментарий, получается план сработал, браво!
Питон Удав
11.06.2024
-
0
+
Появление человека - огромное количество случайностей в строгой последовательности. И это прямое доказательство одной из двух гипотез. Либо вселенная бесконечна, а следовательно такая цепочка вероятностей возможна. Либо вселенная конечна, а следовательно такую цепочку вероятностей мог создать только Бог.
    letnie vechera
    11.06.2024
    -
    0
    +
    Питон, а что на счёт варианта с мультивселенными? Сейчас вполне серьезно рассматривают такой подход, как я понимаю. Даже в коте Шрёдингера они фигурируют как одно из решений задачи. В одной мультивселенной кот жив, в другой нет. Соответственно может в одной люди появились, в другой нет
> Северные сияния около двух миллионов лет назад должны были стать редким... / С какой это стати, интересно? Солнечный ветер по-просту сменился межзвёздным, да ещё и большей интенсивности. «Состав МЗС: межзвёздный газ, пыль (1 % от массы газа), межзвёздные электромагнитные поля, космические лучи, а также гипотетическая тёмная материя» (Вики).
    Виктор, "С какой это стати, интересно? Солнечный ветер по-просту сменился межзвёздным, да ещё и большей интенсивности." Ну, например, с той, что протоны солнечного ветра имеют меньшую энергию, что проще позволяет им "стекать" к полюсам по линиям магнитного поля. ГКЛ проще "пробивать" его. "«Состав МЗС: межзвёздный газ, пыль (1 % от массы газа), межзвёздные электромагнитные поля, космические лучи, а также гипотетическая тёмная материя» (Вики)." Могу только посочувствовать качеству соответствующей статьи википедии -- никаких признаков темной материи внутри галактических дисков никто не обнаружил (и никогда не обнаружит, смею предположить).
    +
      ещё комментарии
      Александр, галактические космические лучи - понятие растяжимое. Во время предполагаемого прохождения СС через облако Рыси, чего там только не было: и протонов, и нейтронов, и пыли, и атомов-ионов разных, итд. - так что, наверняка, ночное небо без конца светилось как от праздничного салюта. И да, в исходнике, ГС представлена весьма примитивно одной линией, якобы интенсивность излучения = const, что на деле, конечно же, не так. Очевидно, что орбита нашей планеты находилась и в головной ударной волне, и в гелиопаузе, где V≈0км/с, и за её пределами с обеих сторон... / Вот когда поставят окончательную точку в природе ТМ, тогда и будем сочувствовать=) / + Что-то не увидел в исходнике градиентов интенсивности солнечного ветра. Чем ближе к источнику, тем интенсивность излучения выше => пробиться через гелиопаузу сложнее. Ну да, наверное, авторы учли сей факт; столько там наворочено всего...
>Гелиосферой называют примерно сферическую зону вокруг Солнца, где плазма солнечного ветра движется от светила со сверхзвуковыми скоростями. / На деле всё гораздо сложнее, до сферы (шара) там очень далеко: «Её форма скорее похожа на вытянутую кометную кому, простирающуюся в направлении, противоположном направлению движения Солнца...» И далее читаем Вики.
    Виктор, Виктор, я написал "примерно" как раз поэтому. И да, о том, есть ли там форма комы или нет -- неясно, идут споры: http://blogs.scientificamerican.com/observations/voyager-1-returns-surprising-data-about-an-unexplored-region-of-deep-space/ "A small and round heliosphere suggested by magnetohydrodynamic modelling of pick-up ions" https://www.nature.com/articles/s41550-020-1036-0.epdf?sharing_token=PJY7fGpTRd34bw1Xreac8dRgN0jAjWel9jnR3ZoTv0NU6VyxMxP5Y426BeOTOF3jgCfEbPkhXHWRf0fi4jVLPNfv9KBYQGpVJWyKrt0uyl93SierTNhCK0otuONFNuSPuBa47CKPA4OQ8vZ-mj7_4qXpHdQfTZTHEYXVZzL6v1yeZoe3V5WgRvugY7r53Ud8Fvbg2tYIGD4NkiWHYtL6OhW2DGQJ9ARlcfV_pbuMqVvq_BYDVRpzFx16wLhaxR3XtYfewc4dYSOdPmZ1NLnYbA%3D%3D&tracking_referrer=boingboing.net
    +
      ещё комментарии
      Александр, принято. Изучаем. Тем не менее, процитирую Вики: «Граница ударной волны. / Сначала солнечный ветер тормозится, становится более плотным, тёплым и турбулентным. Момент этого перехода называется границей ударной волны (termination shock) [вполне может быть близкой к сфере] и находится на расстоянии около 85—95 а. е. от Солнца. (По данным, полученным с космических станций «Вояджер-1» и «Вояджер-2», которые пересекли эту границу в декабре 2004 года и августе 2007.) Гелиосфера и гелиопауза. Ещё приблизительно через 40 а. е. солнечный ветер сталкивается с межзвёздным веществом и окончательно останавливается. Эта граница, отделяющая межзвёздную среду от вещества Солнечной системы, называется гелиопаузой. По форме она похожа на пузырь [по крайней мере, в фронтальной части, что подтверждено наблюдениями за другими НТ], вытянутый в противоположную движению Солнца сторону [соглашусь, сейчас, как выглядит «зад» ГС, мы можем только предположить]. Область пространства, ограниченная гелиопаузой, называется гелиосферой. Согласно данным аппаратов «Вояджер», гелиопауза с южной стороны оказалась ближе, чем с северной (73 и 85 астрономических единицы соответственно). Точные причины этого пока неизвестны; согласно первым предположениям, асимметричность гелиопаузы может быть вызвана действием сверхслабых магнитных полей в межзвёздном пространстве Галактики [и повышенным излучением из её центра]. Головная ударная волна. По другую сторону гелиопаузы, на расстоянии порядка 230 а. е. от Солнца, вдоль головной ударной волны (bow shock) происходит торможение с космических скоростей налетающего на Солнечную систему межзвёздного вещества.» / Также в отобранных пробах изотопов должны присутствовать «годичные кольца», т.к. очевидно, что при нахождении Планеты ближе к Фронту ГС, она подвергалась значительно большей ионизацией МЗС8-)
> Интересно, что как раз два миллиона лет назад на нашей планете началась затяжная серия оледенений, а средние температуры надолго упали. / Где-то уже́ приходилось слышать подобную гипотезу о прохождении СС через плотное облако межзвёздного газа со всеми вытекающими, вроде бы, даже, книжка соответствующая дома есть, нужно поискать=) / > полураспад за 2,6 миллиона лет... / О, это что-то новенькое в русском языке 0_о Опять литредактор, или сами придумали? / > В то же время гелиосфера «выталкивает» частицы галактических космических лучей. В норме они обладают большей энергией, чем у частиц солнечного ветра. / Суть то понятна, что гелиосфера находится в динамическом равновесии с излучением из вне и гелиопауза может «гулять» со всеми вытекающими. Но написано уж больно примитивно, даже для читателей NS. Плотность и мощность потока прямо пропорциональна расстоянию от источника (если своими словами) - так вернее. + можно развернуть, добавив пару-тройку формул и эмпирических измерений... / А вообще, хороший материал: хотелось бы увидеть в кого же мы смутируем в конечном счёте8-)
    Виктор, "Суть то понятна, что гелиосфера находится в динамическом равновесии с излучением из вне и гелиопауза может «гулять» со всеми вытекающими. Но написано уж больно примитивно, даже для читателей NS. Плотность и мощность потока прямо пропорциональна расстоянию от источника (если своими словами) - так вернее. + можно развернуть, добавив пару-тройку формул и эмпирических измерений..." Пройдите по ссылке на работу, и убедитесь, что в ней проблемы с обозначением формул того, как ни считали. Симуляция -- и все тут.
Подтвердить?
Подтвердить?
Причина отклонения
Подтвердить?
Не получилось опубликовать!

Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.

Понятно
Жалоба отправлена

Мы обязательно проверим комментарий и
при необходимости примем меры.

Спасибо
Аккаунт заблокирован!

Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.

Понятно
Что-то пошло не так!

Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.

Понятно
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.
Ваша заявка получена

Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно
Ваше сообщение получено

Мы скоро прочитаем его и свяжемся с Вами по указанной почте. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно