Science >> Wetenschap >  >> Astronomie

Passerende sterren veranderden de orbitale evolutie van de aarde en andere planeten, ontdekken astronomen

Illustratie van de onzekerheid van de baan van de aarde 56 miljoen jaar geleden als gevolg van een mogelijke voorbije passage van de zonachtige ster HD7977 2,8 miljoen jaar geleden. De afstand van elk punt tot het centrum komt overeen met de mate van ellipticiteit van de baan van de aarde, en de hoek komt overeen met de richting die naar het perihelium van de aarde wijst, of de dichtste naderingsafstand tot de zon. Om dit cijfer te construeren, worden elke 1000 jaar gedurende 600.000 jaar 100 verschillende simulaties (elk met een unieke kleur) bemonsterd. Elke simulatie komt overeen met de omstandigheden in het moderne zonnestelsel, en de verschillen in orbitale voorspellingen zijn voornamelijk te wijten aan orbitale chaos en de eerdere ontmoeting met HD 7977. Credit:N. Kaib/PSI.

Sterren die ons zonnestelsel passeren, hebben de langdurige orbitale evolutie van planeten, inclusief de aarde, veranderd en, bij uitbreiding, ons klimaat gewijzigd.



“Verstoringen – een kleine afwijking in de loop van een hemellichaam, veroorzaakt door de aantrekkingskracht van een naburig hemellichaam – van passerende sterren veranderen de lange termijn orbitale evolutie van de planeten van de zon, inclusief de aarde”, zegt Nathan A. Kaib, Senior Wetenschapper bij het Planetary Science Institute en hoofdauteur van "Passing Stars as an important Driver of Paleoclimate and the solar system's Orbital Evolution", dat verschijnt in The Astrophysical Journal Letters . Sean Raymond van het Laboratoire d'Astrofysique de Bordeaux heeft ook aan dit werk bijgedragen.

‘Eén reden waarom dit belangrijk is, is omdat uit geologisch onderzoek blijkt dat veranderingen in de excentriciteit van de baan van de aarde gepaard gaan met fluctuaties in het klimaat op aarde. Als we het beste willen zoeken naar de oorzaken van oude klimaatafwijkingen, is het belangrijk om een ​​idee te hebben van wat Orbit zag eruit tijdens die afleveringen,' zei Kaib.

‘Een voorbeeld van zo’n episode is het Paleoceen-Eoceen Thermisch Maximum van 56 miljoen jaar geleden, toen de temperatuur van de aarde met 5 tot 8 graden Celsius steeg. Er is al geopperd dat de excentriciteit van de aarde tijdens deze gebeurtenis opmerkelijk hoog was, maar onze resultaten laten zien dat passerende sterren gedetailleerde voorspellingen doen over de vroegere orbitale evolutie van de aarde op dit moment zeer onzeker, en dat een breder spectrum van orbitaal gedrag mogelijk is dan eerder werd gedacht."

Simulaties (achterwaarts uitgevoerd) worden gebruikt om de vroegere orbitale evolutie van de aarde en de andere planeten van de zon te voorspellen. Analoog aan weersvoorspellingen wordt deze techniek minder nauwkeurig naarmate je deze uitbreidt naar langere perioden vanwege de exponentiële groei van onzekerheden. Voorheen werd bij deze 'achterwaartse voorspellingen' geen rekening gehouden met de effecten van sterren die dichtbij de zon passeren.

Credit:Planetary Science Institute

Terwijl de zon en andere sterren rond het centrum van de Melkweg draaien, kunnen ze onvermijdelijk dichtbij elkaar passeren, soms binnen tienduizenden au, waarbij 1 au de afstand van de aarde tot de zon is. Deze gebeurtenissen worden stellaire ontmoetingen genoemd. Een ster passeert bijvoorbeeld gemiddeld elke 1 miljoen jaar binnen 50.000 au van de zon, en een ster passeert gemiddeld elke 20 miljoen jaar binnen 10.000 au van de zon. De simulaties van dit onderzoek omvatten dit soort gebeurtenissen, terwijl de meeste eerdere soortgelijke simulaties dat niet doen.

Een belangrijke reden waarom de excentriciteit van de aarde in de loop van de tijd fluctueert, is omdat deze regelmatig verstoringen ondervindt van de reuzenplaneten van ons zonnestelsel (Jupiter, Saturnus, Uranus en Neptunus). Als sterren ons zonnestelsel naderen, verstoren ze de banen van de reuzenplaneet, waardoor vervolgens het baantraject van de aarde verandert. Zo dienen de reuzenplaneten als schakel tussen de aarde en passerende sterren.

Kaib zei dat wanneer simulaties sterpassages omvatten, we ontdekken dat de onzekerheden in de baan nog sneller toenemen, en dat de tijdshorizon waarboven de voorspellingen van deze achterwaartse simulaties onbetrouwbaar worden recenter is dan gedacht.

Dit betekent twee dingen:er zijn tijdperken in de geschiedenis van de aarde geweest waarin ons vertrouwen in hoe de baan van de aarde eruit zag (bijvoorbeeld de excentriciteit of mate van circulariteit) te hoog was, en de werkelijke toestand van de baan niet bekend is, en de effecten daarvan passerende sterren maken regimes van orbitale evolutie (langere perioden van bijzonder hoge of lage excentriciteit) mogelijk die eerdere modellen niet hadden voorspeld.

“Gezien deze resultaten hebben we ook één bekende recente stellaire passage geïdentificeerd, de zonachtige ster HD 7977, die 2,8 miljoen jaar geleden plaatsvond en die potentieel krachtig genoeg is om de voorspellingen van simulaties over hoe de baan van de aarde er na ongeveer 50 miljoen jaar uitzag, te veranderen.” jaar geleden," zei Kaib.

De huidige waarnemingsonzekerheid van de dichtste ontmoetingsafstand van HD 7977 is echter groot, variërend van 4.000 au tot 31.000 au. "Voor grotere ontmoetingsafstanden zou HD 7977 geen significante invloed hebben op de ontmoetingsafstand van de aarde. Aan de kleinere kant van het bereik zou het echter waarschijnlijk onze voorspellingen over de vroegere baan van de aarde veranderen", zei Kaib.

Meer informatie: Nathan A. Kaib et al., Passerende sterren als belangrijke motor van het paleoklimaat en de orbitale evolutie van het zonnestelsel, The Astrophysical Journal Letters , (2024). DOI:10.3847/2041-8213/ad24fb. iopscience.iop.org/article/10. … 847/2041-8213/ad24fb

Aangeboden door Planetary Science Institute




Meer >

Meer >

Hoofdlijnen

  1. Schimmelmicroben als biomeststoffen in landbouw en tuinieren:is de beloning groter dan het risico?
  2. Drie voorbeelden van protisten met wetenschappelijke namen
  3. Door wetenschap ondersteunde manieren om een nieuwe studie te starten
  4. Enzymen die biobrandstoffen waard zijn, blijkt uit recent onderzoek
  5. Geneesmiddel blokkeert Zika- en dengue-virussen in studie
  6. Rijke moleculaire taal begeleidt de vorming van kleine vloeistofdruppels in cellen
  7. Is de houtkap in Victoria echt gestopt? Wat de dood van een met uitsterven bedreigd zweefvliegtuig ons vertelt
  8. Oesters sluiten hun schelpen als reactie op laagfrequente geluiden
  9. Schaatsenrijders illustreren evolutionaire processen

Wetenschap