Изменили ли проходящие звезды орбиту Земли?

Эта история была опубликована Институтом планетарных наук 14 февраля 2024 года. Под редакцией EarthSky.

• Двое учёных использовали компьютерное моделирование Изучить, как проходящие звезды изменили орбиту Земли за миллионы лет.
• Они сказали, что эти знания важны Если мы хотим понять долгосрочные изменения климата Земли. То есть некоторые изменения климата могут быть связаны с изменениями орбиты.
• Они сказали, что мы не можем с уверенностью знать орбиту Земли. Более 50 миллионов лет назад из-за прохождения солнечноподобной звезды под названием HD7977 2,8 миллиона лет назад.

Эффект прохождения звезд по орбите Земли

Звезды, проходящие через нашу Солнечную систему, изменили долгосрочную орбитальную эволюцию Земли и, в свою очередь, наш климат.

Это зависит Натан А. Кейп, старший научный сотрудник Института планетологии в Тусоне, штат Аризона. Каиб — ведущий автор Транзитные звезды как важный фактор древнего климата и орбитальной эволюции Солнечной системыновая статья, опубликованная 14 февраля 2024 г. в Экспертная оценка Письма в астрофизическом журнале. Его работа показывает, как Нарушения Проходящие звезды — небольшие отклонения в пути Земли, вызванные гравитационным притяжением проходящих объектов, — могут изменить долгосрочный путь Земли. И сказал он:

Одна из причин, по которой это важно, заключается в том, что геологические данные показывают, что изменения орбиты Земли сопровождают колебания климата Земли.

Если мы хотим лучше изучить причины древних климатических аномалий, важно иметь представление о том, как выглядела орбита Земли во время тех событий.

Лунные календари EarthSky снова в наличии! Мы гарантируем, что они будут распроданы, так что хватайте одну, пока есть возможность. Ваша поддержка значит для нас мир и позволяет нам продолжать. Купить здесь.

Шон Рэймонд Астрофизическая лаборатория Пердью также внесла свой вклад в эту работу. Согласно их исследованию:

Одним из примеров такого эпизода является Палеоцен-эоценовый термический максимум 56 миллионов лет назад температура Земли поднялась на 5–8 градусов Цельсия (9–14 градусов по Фаренгейту). Уже предполагалось, что Земля Эксцентриситет орбиты Во время этого события степень отклонения орбиты Земли от идеального круга была значительно высокой.

Но наши результаты показывают, что транзитные звезды дают подробные предсказания прошлой орбитальной эволюции Земли в настоящее время, которые весьма неопределенны, и возможен более широкий спектр орбитального поведения, чем считалось ранее.

Моделирование предсказывает прошлую орбиту Земли

Кайб и Рэймонд использовали раннинбеков. Компьютерное моделирование Предсказать прошлую орбитальную эволюцию Земли и других планет Солнца. Как и прогнозирование погоды, этот метод становится менее точным, чем дольше период прогноза. Ранее эти ученые не принимали во внимание эффекты прохождения звезд близко к Солнцу в своих «обратных предсказаниях».

Когда Солнце и другие звезды вращаются вокруг центра Млечного Пути, они могут проходить близко друг к другу, иногда на расстоянии десятков тысяч астрономических единиц (а.е. или единиц Земля-Солнце). Эти события известны как Звездные встречи.

Например, считается, что звезда проходит на расстоянии 50 000 а.е. от нашего Солнца примерно раз в миллион лет. Считается, что звезда проходит на расстоянии 10 000 астрономических единиц от нашего Солнца примерно каждые 20 миллионов лет. Моделирование этого исследования включает события такого типа. Напротив, по словам Кейпа и Рэймонда, большинство предыдущих подобных симуляций этого не делали.

Кроме того, одна из основных причин, почему эксцентриситет орбиты Земли колеблется с течением времени, заключается в том, что Землю регулярно притягивают планеты-гиганты в нашей Солнечной системе: Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун. Когда звезды проходят близко к нашей Солнечной системе, они нарушают орбиты планет-гигантов, тем самым меняя орбитальный путь Земли.

Таким образом, планеты-гиганты служат связующим звеном между Землей и проходящими звездами.

Борьба с орбитальной неопределенностью

Когда моделирование включает в себя траектории звезд, орбитальная неопределенность растет быстрее, отметил Кейп. Таким образом, временной горизонт, за пределами которого предсказания обратного моделирования становятся ненадежными, появился позже, чем считалось ранее.

Это означает две вещи. Во-первых, в истории Земли были более ранние периоды, когда наша уверенность в том, как выглядела орбита Земли (например, ее эксцентриситет или степень вращения), была очень высокой. Иногда в прошлом истинное состояние орбиты Земли было неизвестно. Во-вторых, эффекты транзитных звезд делают возможными режимы орбитальной эволюции (длительные периоды особенно высокого или низкого эксцентриситета), которые не могут быть предсказаны предыдущими моделями. Кааб сказал:

В свете этих результатов мы также идентифицируем недавно известный звездный след, подобную Солнцу звезду HD 7977, появившуюся 2,8 миллиона лет назад, которая, вероятно, была достаточно мощной, чтобы изменить предсказания моделирования о том, какой была бы орбита Земли примерно 50 миллионов лет назад. много лет назад. . .

Текущая неопределенность наблюдений ближайшего расстояния к HD 7977 велика и варьируется от 4000 до 31 000 а.е. Итак, Кип заключил:

Для больших расстояний встречи HD 7977 не окажет существенного влияния на расстояние встречи с землей. Однако ближе к меньшему концу диапазона наши ожидания относительно прошлой орбиты Земли, вероятно, изменятся.

Звезда HD 7977 может изменить орбиту Земли

Подробности о верхнем фото: Расстояние каждой точки от центра соответствует степени эллипса (эксцентриситета) орбиты Земли. Угол соответствует направлению, указывающему перигелий Земли или ближайшее расстояние к Солнцу. Ученые использовали 100 различных моделей (каждая из которых имеет уникальный цвет), отобранных каждые 1000 лет в течение 600 000 лет, чтобы построить форму на верхнем изображении. Каждая симуляция соответствует условиям современной Солнечной системы.

Итог: мы давно подозревали, что проходящие звезды направляют далекие кометы к Солнцу. Но могут ли проходящие звезды изменить и орбиту Земли? Недавнее исследование говорит, что да.

Источник: Транзитные звезды как важный фактор древнего климата и орбитальной эволюции Солнечной системы.

Через Институт планетарных наук