每3200萬年,太陽系穿過一次銀道面,地球生物大滅絕與這有關嗎?

2020-12-14 火星科普

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愛因斯坦的相對論表明,宇宙中沒有絕對靜止的參照系,所有天體都在運動。地球以每秒30公裡的速度繞著太陽運動,繞行一圈所需的時間為一年,其他行星則以不同的公轉速度繞著太陽轉。太陽除了被行星繞著旋轉之外,太陽本身其實也在運動。

不過,太陽並不是環繞某個天體運動,而是繞著銀河系中心旋轉。雖然銀心中有一個超大質量黑洞,但它的引力不足以主宰整個銀河系中的恆星運動,太陽與其他絕大部分恆星幾乎不受黑洞的影響。

之所以太陽與其他恆星都是繞著銀心運動,是因為整個銀河系的質量中心在銀心,銀河系物質產生的共同引力效應迫使恆星都圍繞銀心運動。超大質量黑洞只是剛好也在銀心,它並非銀河系的「發動機」。

根據觀測結果,太陽正以每秒230公裡的速度繞行銀心。考慮到太陽距離銀心2.7萬光年,並假設太陽的公轉運動符合圓周運動規律,這樣就能估算出太陽繞行銀心一圈的時間為2.2億年,這就是所謂的1銀河年。也就是說,自太陽系在46億年前誕生以來,我們才過了大約21個銀河年。

地球繞著太陽公轉會出現季節更替,那麼,當太陽帶著整個太陽系繞著銀心公轉時,地球上是否也會出現某種規律變化?

事實上,太陽的公轉運動並非真正意義上的圓周運動。銀河系呈現盤狀,恆星大都集中在平均厚度為2000光年的銀盤上。由於黃道面和銀道面有一個60°的夾角,太陽並不是一直在銀道面中運動,而是會在銀道面的上下方不斷振蕩前進。

當太陽穿過銀道面向「上」運動時,銀道面聚集的恆星和星雲所產生的引力會把太陽向「下」拉。太陽的垂直方向速度會變得越來越慢,直至減速為零,然後掉頭加速向銀道面方向運動。當太陽再次穿過銀道面向「下」運動時,太陽又會被引力向「上」拉。

太陽大約在300萬年前穿過銀道面,目前,太陽運動到銀道面以北67光年的地方。太陽未來還會繼續向北運動,直到1300萬年後,太陽與銀道面的距離將會達到最大的245光年。之後,太陽會朝著銀道面方向運動,並在距今2900萬年後到達銀道面。也就是說,太陽每隔大約3200萬年就會穿過一次銀道面。

此前,有天文學家把太陽的這種振蕩周期與地球上的物種大滅絕周期聯繫起來。在兩個振蕩周期之前,也就是大約6500萬年前,太陽系處於銀道面附近,地球上發生了第五次物種大滅絕,這起事件的起因被認為是小行星撞上了地球。

研究表明,暗物質與銀道面重合,這意味著銀道面上的引力非常強大。一些天文學家認為,當太陽運動到銀道面時,太陽系外圍的奧爾特雲會受到強大引力的擾亂,導致一些小行星和彗星飛向內太陽系,並撞上地球,從而引發生物大滅絕。

不過,這只是一種推測,目前還沒有非常可靠的證據。地球上的物種大滅絕並沒有表現出一個明顯的周期現象,而且每次事件的起因也不全是因為小行星撞擊。每當太陽穿過銀道面時,或許會伴有一些風險,但並不是每次都會給地球帶來麻煩。

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