地球的軌道因數(shù)百萬年前的偶然相遇而神秘地改變

新的研究發(fā)現(xiàn)，太陽系和一顆經(jīng)過的恒星之間的掠過相遇可能曾經(jīng)改變地球的軌道，足以對氣候造成嚴重破壞。

大約5600萬年前，在古新世和始新世的交界處，地球溫度上升了8°C（14.4°F）。

這一直是一個謎，但行星科學研究所的行星科學家內(nèi)森·凱布（Nathan Kaib）和波爾多天體物理實驗室的天體物理學家肖恩·雷蒙德（Sean Raymond）認為，偶然的相遇可能是罪魁禍首。

他們的模擬表明，一顆經(jīng)過太陽系的恒星可能會對行星軌道造成足夠的破壞，使地球稍微偏離軌道。

“這很重要的一個原因是，地質(zhì)記錄表明，地球軌道偏心率的變化伴隨著地球氣候的波動。Kaib 說.

“如果我們想最好地尋找古代氣候異常的原因，重要的是要了解這些事件期間地球的軌道是什么樣子的。

將我們的星球在其 45 億年的生命周期中經(jīng)歷的變化拼湊在一起涉及一些令人印象深刻的偵探工作。通常需要結合地質(zhì)學、建模和統(tǒng)計分析來揭示更精細的細節(jié)。

根據(jù)地質(zhì)記錄，我們知道地球在被稱為古新世-始新世熱最大值.我們還了解到，地球氣候的劇烈變化可能與地球繞太陽公轉方式的變化有關。但是，對太陽系隨時間推移的軌道演化進行建模是很棘手的。

“已經(jīng)有人提出，在這次事件中，地球的軌道偏心率非常高，”Kaib 解釋道“但是我們的結果表明，經(jīng)過的恒星使得此時地球過去軌道演化的詳細預測高度不確定，并且軌道行為的范圍可能比以前認為的更廣泛。

一般來說，科學家試圖通過在模擬中“倒帶”太陽系來重建地球軌道的演變。但是，研究人員說，這些模擬只包括孤立的太陽系，并沒有考慮到它所處的龐大、人口眾多和動態(tài)的星系。

雖然太空中有很多空白空間，但銀河系中的一切都在運動，而不是在同一軌道、軌跡或速度上。其他恒星在進行自己的恒星業(yè)務時可能會飛越太陽。而且，如果發(fā)生這種情況，與太陽系的引力相互作用可能會對行星產(chǎn)生影響。

太陽系相對穩(wěn)定，但軌道可以調(diào)整，而且相當容易。例如，地球的軌道經(jīng)常被巨型行星拉扯，這些行星對其軌道偏心率、軸向傾斜和進動進行長期變化。

這些變化發(fā)生在數(shù)萬年中，被稱為米蘭科維奇循環(huán)，我們對它們有很好的處理。

凱布和雷蒙德想知道一顆經(jīng)過的恒星是否也能產(chǎn)生類似的效果，即使是在很遠的距離。他們的工作集中在一個已知的事件上。大約280萬年前，一顆類似太陽的恒星叫做高清 7977經(jīng)過太陽系，可能如此之近，以至于它飛入了奧爾特云。

它可能以大約31,000個天文單位的距離飛過;這是地球和太陽之間距離的31,000倍，而且太遠了，沒有太大的影響。但它可能已經(jīng)放大了近4000個天文單位。

在進行模擬時，研究人員一致發(fā)現(xiàn)，靠近該范圍較小端的距離對行星相對于太陽的運動有某種引力影響。

HD 7977是一顆恒星，也是我們唯一可以自信地識別的飛越。但科學家估計，一顆恒星每百萬年左右經(jīng)過50,000個天文單位，每2000萬年左右經(jīng)過10,000個天文單位。

這意味著，一顆經(jīng)過的恒星完全有可能在過去影響了地球的氣候，甚至可能在熱極大值中發(fā)揮了作用。

未來關于太陽系長期演化的研究確實應該考慮到這些路人，Naib和Raymond說。

“我們表明，恒星相遇在我們太陽系的長期動態(tài)演化中起著重要作用。他們在論文中寫道.

“雖然恒星通道的影響需要數(shù)千萬年才能顯著顯現(xiàn)出來，但地球和其他行星的長期軌道演化與這些恒星有關。

該研究已發(fā)表在天體物理學雜志快報.

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