Stjärnor som passerar vårt solsystem har förändrat den långsiktiga omloppsutvecklingen av planeter, inklusive jorden, och i förlängningen ändrat vårt klimat.
"Störningar - en mindre avvikelse i en himlakropps lopp, orsakad av gravitationsattraktionen hos en grannkropp - från passerande stjärnor förändrar den långsiktiga omloppsutvecklingen av solens planeter, inklusive jorden", säger Nathan A. Kaib, Senior Forskare vid Planetary Science Institute och huvudförfattare till "Passing Stars as an Important Driver of Paleoclimate and the solar system's Orbital Evolution" som visas i The Astrophysical Journal Letters . Sean Raymond vid Laboratoire d'Astrophysique de Bordeaux bidrog också till detta arbete.
"En anledning till att detta är viktigt är att de geologiska uppgifterna visar att förändringar i jordens orbitala excentricitet åtföljer fluktuationer i jordens klimat. Om vi på bästa sätt vill söka efter orsakerna till forntida klimatavvikelser är det viktigt att ha en uppfattning om vad jordens omloppsbana såg ut under de här avsnitten," sa Kaib.
"Ett exempel på en sådan episod är det paleocen-eocena termiska maximumet för 56 miljoner år sedan, där jordens temperatur steg 5-8 grader Celsius. Det har redan föreslagits att jordens orbitala excentricitet var särskilt hög under denna händelse, men våra resultat visar att passerande stjärnor gör detaljerade förutsägelser om jordens tidigare omloppsbana vid denna tidpunkt mycket osäker, och ett bredare spektrum av omloppsbeteende är möjligt än man tidigare trott."
Simuleringar (kör bakåt) används för att förutsäga den tidigare omloppsbanan för jorden och solens andra planeter. Analogt med väderprognoser blir den här tekniken mindre exakt när du utökar den till längre tider på grund av den exponentiella ökningen av osäkerheter. Tidigare beaktades inte effekterna av stjärnor som passerade nära solen i dessa "bakåtprognoser".
När solen och andra stjärnor kretsar kring Vintergatans centrum kan de oundvikligen passera nära varandra, ibland inom tiotusentals au, där 1 au är avståndet från jorden till solen. Dessa händelser kallas stjärnmöten. Till exempel passerar en stjärna inom 50 000 au från solen var 1 miljon år i genomsnitt, och en stjärna passerar inom 10 000 au från solen i genomsnitt vart 20:e miljon år. Denna studies simuleringar inkluderar dessa typer av händelser, medan de flesta tidigare liknande simuleringar inte gör det.
En viktig anledning till att jordens excentricitet varierar över tiden är att den får regelbundna störningar från de gigantiska planeterna i vårt solsystem (Jupiter, Saturnus, Uranus och Neptunus). När stjärnor passerar nära vårt solsystem stör de jätteplanets banor, vilket följaktligen ändrar jordens omloppsbana. Således fungerar jätteplaneterna som en länk mellan jorden och passerande stjärnor.
Kaib sa att när simuleringar inkluderar stjärnpassager, finner vi att orbitala osäkerheter växer ännu snabbare, och den tidshorisont bortom vilken dessa bakåtsimuleringars förutsägelser blir opålitliga är nyare än trott.
Detta betyder två saker:Det finns tidigare epoker i jordens historia där vår tilltro till hur jordens omloppsbana såg ut (till exempel dess excentricitet eller grad av cirkuläritet) har varit för hög, och det verkliga omloppstillståndet är inte känt, och effekterna av Stjärnor som passerar gör omloppsbanor (förlängda perioder med särskilt hög eller låg excentricitet) möjliga som tidigare modeller inte förutspådde.
"Med tanke på dessa resultat har vi också identifierat en känd stjärnpassage nyligen, den solliknande stjärnan HD 7977, som inträffade för 2,8 miljoner år sedan, som är potentiellt kraftfull nog för att ändra simuleringarnas förutsägelser om hur jordens omloppsbana var bortom cirka 50 miljoner år sedan", sa Kaib.
Den nuvarande observationsosäkerheten för HD 7977:s närmaste mötesavstånd är stor, men sträcker sig från 4 000 au till 31 000 au. "För större mötesavstånd skulle HD 7977 inte ha någon betydande inverkan på jordens mötesavstånd. Nära den mindre änden av räckvidden skulle den dock sannolikt förändra våra förutsägelser om jordens tidigare omloppsbana," sa Kaib.
Mer information: Nathan A. Kaib et al, Passing Stars as an Important Driver of Paleoclimate and the Solar System's Orbital Evolution, The Astrophysical Journal Letters , (2024). DOI:10.3847/2041-8213/ad24fb. iopscience.iop.org/article/10. … 847/2041-8213/ad24fb
Tillhandahålls av Planetary Science Institute
