El evento cósmico que reescribió la historia del clima de la Tierra

Una nueva investigación astrofísica destaca un importante evento cósmico ocurrido hace dos millones de años, cuando el sistema solar atravesó una densa nube interestelar. Esto probablemente alteró el clima de la Tierra al exponerla a más radiación cósmica, respaldado por un aumento de isótopos encontrados en el registro geológico.

La Tierra era un lugar muy diferente hace unos dos millones de años, con nuestros primeros ancestros humanos viviendo junto a tigres dientes de sable, mastodontes y enormes roedores. Y, dependiendo de dónde estuvieran, quizá hacía frío: la Tierra se había caído en un congelador, con múltiples glaciaciones que iban y venían hasta hace unos 12.000 años. Los científicos teorizan que las edades de hielo ocurren por una variedad de razones, incluyendo la inclinación y rotación del planeta, los cambios de placas tectónicas, las erupciones volcánicas y los niveles de dióxido de carbono en la atmósfera.

Pero ¿qué pasaría si cambios drásticos como estos no fueran sólo el resultado del entorno de la Tierra, sino también de la posición del sol en la galaxia?

Impacto del viaje galáctico del Sol

En un nuevo artículo publicado hoy (10 de junio) en astronomía de la naturaleza, El autor principal y astrofísico Merav Opher, profesor de astronomía en la Universidad de Boston y miembro del Instituto Radcliffe de Harvard, encontró evidencia de que hace unos dos millones de años, el sistema solar encontró una nube interestelar tan densa que podría haber interferido con el viento solar. del sol. Opher y sus coautores creen que esto muestra que la posición del sol en el espacio podría moldear la historia de la Tierra más de lo que se pensaba anteriormente.

El papel de la heliosfera en la protección de la Tierra.

Todo nuestro sistema solar está rodeado de protección. plasma Escudo que emana del sol, conocido como heliosfera. Está formado por un flujo constante de partículas cargadas, llamado viento solar, que se extiende mucho más allá Plutónenvolviendo los planetas en una cosa llamadas de la NASA una “burbuja gigante”. Nos protege de radiaciones y rayos galácticos que podrían verse alterados. ADNy los científicos creen que es parte de la razón por la que la vida evolucionó en la Tierra de la forma en que lo hizo.

Según el último estudio, la nube fría comprimió la heliosfera de tal manera que dejó brevemente a la Tierra y a otros planetas del sistema solar fuera de la influencia de la heliosfera.

Los efectos del encuentro galáctico en la Tierra

«Este artículo es el primero en demostrar cuantitativamente que hubo un encuentro entre el Sol y algo fuera del sistema solar que afectaría el clima de la Tierra», dice Opher, experto en heliosfera.

Sus modelos literalmente han dado forma a nuestra comprensión científica de la heliosfera y de cómo la burbuja está estructurada por el viento solar que empuja contra el medio interestelar, que es el espacio entre las estrellas y más allá de la heliosfera en nuestra galaxia. Su teoría es que la heliosfera tiene forma de croissant hinchado, una idea que ha conmocionado a la comunidad de la física espacial. Ahora está arrojando nueva luz sobre cómo la heliosfera y el lugar donde se mueve el sol a través del espacio podrían afectar la química atmosférica de la Tierra.

«Las estrellas se mueven, y ahora este estudio muestra no sólo que se mueven, sino que sufren cambios drásticos», dice Opher. Descubrió y comenzó a trabajar en este estudio durante una beca de un año en el Instituto Radcliffe de Harvard.

Información sobre la simulación de interacciones cósmicas

Para estudiar este fenómeno, Opher y sus colaboradores esencialmente miraron hacia atrás en el tiempo, utilizando sofisticados modelos informáticos para visualizar dónde estaba posicionado el sol hace dos millones de años y, con él, la heliosfera y el resto del sistema solar.

También mapearon la trayectoria del sistema de la Cinta Local de Nubes Frías, una serie de nubes grandes, densas y muy frías compuestas principalmente de átomos de hidrógeno. Sus simulaciones mostraron que una de las nubes cerca del final de esa cinta, llamada Lince Local de Nube Fría, podría haber chocado con la heliosfera.

Evidencia geológica y cósmica

Si eso hubiera sucedido, dice Opher, la Tierra habría estado completamente expuesta al medio interestelar, donde el gas y el polvo se mezclan con los elementos atómicos sobrantes de las estrellas que explotaron, incluidos el hierro y el plutonio. Normalmente, la heliosfera filtra la mayoría de estas partículas radiactivas. Pero sin protección, pueden llegar fácilmente a la Tierra.

Según el estudio, esto está en consonancia con la evidencia geológica que muestra un aumento de los isótopos 60Fe (hierro 60) y 244Pu (plutonio 244) en los núcleos del océano, la Luna, la nieve y el hielo de la Antártida durante el mismo período. El tiempo también coincide con los registros de temperatura que indican un período de enfriamiento.

Influencias galácticas a largo plazo

«Sólo en raras ocasiones nuestra vecindad cósmica más allá del sistema solar influye en la vida en la Tierra», dice Avi Loeb, director del Instituto de Teoría y Computación de la Universidad de Harvard y coautor del artículo. “Es emocionante descubrir que nuestro paso a través de densas nubes hace unos millones de años podría haber expuesto a la Tierra a un flujo mucho mayor de rayos cósmicos y átomos de hidrógeno. Nuestros hallazgos abren una nueva ventana a la relación entre la evolución de la vida en la Tierra y nuestra vecindad cósmica».

La presión externa de la Nube Fría Local Lynx puede haber bloqueado continuamente la heliosfera durante entre un par de cientos y un millón de años, dice Opher, dependiendo del tamaño de la nube. “Pero tan pronto como la Tierra se alejó de la nube fría, la heliosfera envolvió a todos los planetas, incluida la Tierra”, afirma. Y así es también hoy.

Investigaciones futuras e implicaciones.

Es imposible saber exactamente el efecto que tuvieron las nubes frías en la Tierra, como si pudieran haber desencadenado una edad de hielo. Pero hay un par de otras nubes frías en el medio interestelar que el Sol probablemente ha encontrado en los miles de millones de años desde que nació, dice Opher. Y probablemente encontraremos más de ellos en aproximadamente otro millón de años.

Opher y sus colaboradores están trabajando ahora para reconstruir dónde estaba el sol hace siete millones de años, e incluso más atrás. Localizar la posición del sol hace millones de años, así como el sistema de nubes frías, es posible gracias a los datos recopilados por la misión Gaia de la Agencia Espacial Europea, que está construyendo el mapa 3D más grande de la galaxia y proporcionando una visión sin precedentes. a la galaxia. velocidad en que se mueven las estrellas.

Explorando la trayectoria pasada del Sol

«Esta nube en realidad era de nuestro pasado, y si atravesáramos algo tan masivo, estaríamos expuestos al medio interestelar», dice Opher. El efecto de cruzarse con tanto hidrógeno y material radiactivo no está claro, por lo que Opher y su equipo de BU NASA-fundado SHIELD (Dinámica a gran escala de intercambio iónico de hidrógeno y viento solar) DRIVE Science Center Ahora están explorando el efecto que podría haber tenido sobre la radiación de la Tierra, así como sobre la atmósfera y el clima.

«Esto es sólo el comienzo», dice Opher. Espera que este artículo abra la puerta a una mayor exploración de cómo el sistema solar fue influenciado por fuerzas externas en el pasado profundo y cómo estas fuerzas, a su vez, dieron forma a la vida en nuestro planeta.

Referencia: “Una posible exposición directa de la Tierra al medio interestelar frío y denso hace 2-3 millones de años” 10 de junio de 2024, astronomía natural.
DOI: 10.1038/s41550-024-02279-8

Esta investigación fue apoyada por la NASA.