Vor Millionen von Jahren segelte unser Sonnensystem durch den Sternentstehungskomplex Orion, der Teil der riesigen Radcliffe-Wellen-Struktur war. Diese kosmische Reise könnte das Klima der Erde beeinflusst haben, indem sie die Heliosphäre komprimierte und interstellaren Staub hinzufügte und möglicherweise Spuren in den geologischen Aufzeichnungen hinterließ. Anhand von Daten der Gaia-Mission der ESA haben Wissenschaftler diesen Kanal lokalisiert und ihn mit dem miozänen Klimaübergang in Verbindung gebracht, einem großen Wandel in der Klimageschichte der Erde.

Astronomen haben herausgefunden, dass das Sonnensystem vor 14 Millionen Jahren den Orion-Komplex durchquerte, eine dichte Sternentstehungsregion. Diese Reise könnte die Heliosphäre komprimiert und den interstellaren Staub erhöht haben, was möglicherweise Auswirkungen auf das Erdklima hätte. Bildquelle: NASA, ESA und F.Summers, G.Bacon, Z.Levay, J.DePasquale, L.Hustak, L.Frattare, M.Robberto, M.Gennaro(STScI), R.Hurt(Caltech/IPAC), M.Kornmesser(ESA), Danksagung: A.Fujii, R.Gendler

Ein internationales Forscherteam unter der Leitung von Wissenschaftlern der Universität Wien hat herausgefunden, dass unser Sonnensystem vor etwa 14 Millionen Jahren den Sternentstehungskomplex Orion durchquerte, der Teil der größeren Radcliffe-Welle war.

Die Reise durch dichte Regionen des Weltraums hat möglicherweise die Heliosphäre, die Schutzschicht, die das Sonnensystem umgibt, komprimiert und den Fluss interstellaren Staubs erhöht. Wissenschaftler glauben, dass dies das Klima der Erde beeinflusst und Spuren in den geologischen Aufzeichnungen hinterlassen haben könnte.

Ihre kürzlich in Astronomy and Astrophysics veröffentlichten Ergebnisse verdeutlichen interessante Zusammenhänge zwischen Astrophysik, Paläoklimatologie und Geologie.

Abbildung 1: Künstlerische Darstellung der Milchstraße. Die Position des Sonnensystems wird durch weiße Linien angezeigt. Bildquelle: NASA/JPL-Caltech/ESO/R.Hurt

Während das Sonnensystem das Zentrum der Milchstraße umkreist, durchquert es verschiedene galaktische Umgebungen. „Stellen Sie es sich wie ein Schiff auf See vor, das unter unterschiedlichen Bedingungen segelt“, erklärt Erstautor und Doktorand Ephraim Marconi von der Universität Wien. „Unsere Sonne trifft auf eine Region aus dichterem Gas, während sie die Radcliffe-Welle im Sternbild Orion passiert.“

Das Forschungsteam nutzte Daten und spektroskopische Beobachtungen der Gaia-Mission der Europäischen Weltraumorganisation (ESA), um Radcliffe-Wellen zu identifizieren, die vor etwa 14 Millionen Jahren durch die Orion-Region des Sonnensystems gingen. „Diese Entdeckung baut auf unserer früheren Identifizierung von Radcliffe-Wellen auf“, sagte João Alves, Professor für Astrophysik an der Universität Wien und Mitautor der Studie. Radcliffe-Wellen sind große, dünne Strukturen, die aus miteinander verbundenen Sternentstehungsregionen bestehen, einschließlich des berühmten Orion-Komplexes, durch den die Sonne wandert, wie diese Studie ergab.

Abbildung 2: Radcliffe-Welle. Die Wolken, aus denen die Struktur besteht, werden rot hervorgehoben und über eine künstlerische Zeichnung der Milchstraße gelegt. Der Sonnenstand wird durch einen gelben Punkt hervorgehoben. Bildquelle: Alyssa A. Goodman/Harvard University

„Während wir die Orion-Region durchqueren, bilden sich berühmte Sternhaufen wie NGC 1977, NGC 1980 und NGC 1981“, bemerkte Alves. „Diese Region ist am Winterhimmel der nördlichen Hemisphäre und am Sommerhimmel der südlichen Hemisphäre deutlich sichtbar. Halten Sie nach dem Sternbild Orion und dem Orionnebel (Messier 42) Ausschau – aus dieser Richtung kommt unser Sonnensystem!“

Der erhöhte Staub, der durch diese Galaxienkollision entsteht, könnte verschiedene Auswirkungen haben. Es könnte in die Erdatmosphäre eingedrungen sein und möglicherweise eine Spur radioaktiver Supernova-Elemente in den geologischen Aufzeichnungen hinterlassen haben. „Während die aktuelle Technologie möglicherweise nicht empfindlich genug ist, um diese Spuren zu erkennen, könnten zukünftige Detektoren dies tun“, sagte Alves.

Abbildung 3: Orion. Die Hauptsterne des Sternbildes sind durch gerade blaue Linien verbunden, von denen einige mit ihren Namen gekennzeichnet sind. Der Orionnebel (M42) ist durch ein rotes Quadrat markiert. Dieses Bild ist ein Screenshot von Stellarium. Quelle: Stellarium (GNU), herausgegeben von EfremMaconi

Die Forschungen des Forschungsteams zeigen, dass das Sonnensystem vor etwa 18,2 bis 11,5 Millionen Jahren durch die Orion-Region gewandert ist, wobei der wahrscheinlichste Zeitpunkt vor 14,8 bis 12,4 Millionen Jahren lag. Dieser Zeitrahmen fällt mit dem miozänen Klimaübergang zusammen, einem großen Wandel von einem warmen und variablen Klima zu einem kühleren Klima, der zur kontinentalen Prototypstruktur des antarktischen Eisschildes führte.

Während die Studie die Möglichkeit eines Zusammenhangs zwischen den vergangenen Transiten des Sonnensystems durch seine Nachbargalaxien und dem Erdklima durch interstellaren Staub aufzeigt, betonen die Autoren, dass der Ursache-Wirkungs-Zusammenhang weiterer Untersuchungen bedarf.

Abbildung 4: Orions Gürtel. Quelle: Davide DeMartin und ESA/ESO/NASA Photoshop FITSLiberator

„Während die zugrunde liegenden Prozesse, die für den miozänen Klimaübergang verantwortlich sind, noch nicht vollständig identifiziert sind, deuten bestehende Rekonstruktionen darauf hin, dass ein langfristiger Rückgang der Konzentrationen des atmosphärischen Treibhausgases Kohlendioxid die wahrscheinlichste Erklärung ist, obwohl es große Unsicherheiten gibt. Unsere Studie zeigt jedoch, dass interstellarer Staub, der mit Radcliffe-Wellenkreuzungen verbunden ist, das Erdklima beeinflusst haben und möglicherweise eine Rolle bei diesem Klimaübergang gespielt hat. Um das Erdklima zu verändern, müsste die Menge an außerirdischem Staub auf der Erde viel größer sein als die aktuellen Daten.“ vorschlagen“, sagte Marconi.

„Zukünftige Studien werden die Bedeutung dieses Beitrags untersuchen. Es ist wichtig zu beachten, dass vergangene Klimaübergänge nicht mit aktuellen Klimaveränderungen vergleichbar sind, da sich der Klimaübergang im Miozän über Zeitskalen von Hunderttausenden von Jahren erstreckt. Im Gegensatz dazu vollzieht sich die aktuelle Entwicklung der globalen Erwärmung aufgrund menschlicher Aktivitäten in einem beispiellosen Tempo und dauert Jahrzehnte oder sogar Jahrhunderte.“

Abbildung 5: Orion über Wien. Quelle: EfremMaconi

Diese Studie ist wichtig, weil sie einen kleinen Teil des Puzzles zur jüngsten Geschichte des Sonnensystems hinzufügt und dabei hilft, es in den Kontext der Milchstraße einzuordnen.

„Wir sind Bewohner der Milchstraße“, sagte Alves, „und die Gaia-Mission der Europäischen Weltraumorganisation gibt uns die Möglichkeit, unseren jüngsten Weg durch den interstellaren Ozean der Milchstraße zu verfolgen, wodurch Astronomen mit Geologen und Paläoklimatologen kommunizieren können. Das ist sehr aufregend.“

Zukünftig plant das Team um João Alves, die galaktische Umgebung, auf die die Sonne auf ihrem Weg durch die Milchstraße trifft, detaillierter zu untersuchen.

Zusammengestellt von /ScitechDaily