Астрофизики из исследовательского центра NASA SHIELD (изучения солнечного ветра и крупномасштабной динамики гелиосферы) при Бостонском университете выяснили, как перемещение Солнца по Млечному Пути влияло на климат Земли миллионы лет назад. Оказалось, что при столкновениях с межзвездными облаками защитный пузырь нашей планеты, создаваемый солнечным ветром, сжимался, из-за чего наступали ледниковые периоды. Результаты исследования опубликованы в NASA.
Солнечная система окружена гелиосферой — огромным щитом из заряженных частиц, который защищает планеты от губительной космической радиации. Моделирование под руководством главного исследователя центра Мерав Офер показало, что за последние 14 млн лет Солнце минимум трижды проходило сквозь гигантские скопления межзвездного газа. В эти моменты внешнее давление сжимало гелиосферу настолько сильно, что ее границы сдвигались ближе к звезде, оставляя Землю без защиты.
Воздействие межзвездной среды на оголенную атмосферу Земли приводило к увеличению содержания водяного пара, что прямо влияло на похолодание планеты. Результаты компьютерных симуляций согласуются с геологическими данными: в пробах антарктического снега, глубоководных осадков и лунного грунта, относящихся к этим периодам, действительно присутствуют элементы, характерные для космической пыли.
В другом исследовании научный сотрудник NASA из Центра космических полетов Годдарда Владимир Айрапетян предложил решение парадокса тусклого молодого Солнца. Три миллиарда лет назад звезда светила на 30% слабее, и древняя Земля должна была промерзнуть насквозь, однако геологические данные свидетельствуют о наличии жидкой воды даже на молодой версии нашей планеты. По словам ученого, тогда светило регулярно извергало мощнейшие сверхвспышки, забрасывая планету высокоэнергетическими частицами. В ходе лабораторного эксперимента исследователи смоделировали раннюю атмосферу Земли, состоявшую из азота, аммиака и углекислого газа, и бомбардировали ее протонами, что привело к образованию закиси азота — парникового газа, который в 300 раз превосходит углекислый газ по эффективности удержания тепла.
Даже если под воздействием ультрафиолета распадалась большая часть этого газа, оставшихся 10% хватило бы, чтобы прогреть экваториальные регионы планеты до 5 градусов Цельсия. Подобная температура позволяла воде оставаться в жидком состоянии и создавала идеальные условия для синтеза первых аминокислот. Обе работы демонстрируют, что эволюция климата Земли неразрывно связана с активностью нашей звезды и ее перемещением в космическом пространстве.
Ранее астрономы выяснили, как вспышки на звездах разрушают озоновый слой экзопланет.