De beschermende bel van ijl gas rond ons zonnestelsel kromp drie miljoen jaar geleden dramatisch na een botsing met een interstellaire wolk. Daardoor werd een groot deel van het zonnestelsel, waaronder de aarde, blootgesteld aan de interstellaire ruimte. Wat kan dit hebben betekend voor het leven op aarde?
Tussen twee en drie miljoen jaar geleden werd ons zonnestelsel geconfronteerd met turbulentie op galactische schaal. Het botste met een relatief dichte interstellaire wolk die mogelijk zowel het klimaat als de evolutie op aarde heeft veranderd.
Waterstofwolken
Pas sinds kort hebben onderzoekers het pad van de zon door ons sterrenstelsel in kaart kunnen brengen. Zo zien ze onder andere de beweging van de zon ten opzichte van de relatief dichte waterstofwolken in het interstellaire medium, de ruimte tussen sterren.
‘Als we iets buitenaards ontmoeten, dan is het een machine’
Oude sterren en pril leven – dat zijn de onderwerpen waar het hart van sterrenkundige Leen Decin harder van gaat kloppen.
Een van deze waterstofwolken doorkruiste waarschijnlijk het pad van ons zonnestelsel. Dat ontdekte astronoom Merav Opher van de Universiteit van Boston in Massachusetts haar team. Het gaat om de Local Ribbon of Cold Clouds (‘plaatselijke lint van koude wolken’), te zien in het sterrenbeeld Lynx. De onderzoekers publiceerden erover in het wetenschappelijke tijdschrift Nature Astronomy.
Opher’s onderzoek suggereert dat de heliosfeer, de bel van ijl gas rond de zon, fors kromp toen het zonnestelsel met de interstellaire wolk botste. De heliosfeer is een soort beschermende bel die continu wordt gevormd door zonnewind die vanuit de zon naar buiten waait. Het beschermt planeten tegen de ergste straling uit de Melkweg.
Tijdens de confrontatie met de interstellaire wolk kromp de heliosfeer zo veel dat de aarde zich op een gegeven moment zelfs erbuiten bevond, aldus de onderzoekers. Dit zou mogelijk 10.000 jaar lang geduurd hebben.
Elementen
Met behulp van de Europese Gaia-satelliet brachten Opher en haar collega’s de locatie van de koude wolk en de vroegere baan van de zon in kaart. De waarschijnlijke ontmoeting tussen de heliosfeer en de koude wolk komt overeen met afzettingen van de elementen plutonium-244 en radioactief ijzer-60 in Zuidpool-ijs, boormonsters van de oceaanbodem en maanmonsters. Deze elementen, die ontstaan zijn in verre supernova’s, zijn door interstellaire wolken ingevangen, en waarschijnlijk op de aarde afgezet toen die zich buiten de heliosfeer bevond.
‘De toename van deze elementen rond twee tot drie miljoen jaar geleden geeft ons overtuigend bewijs dat de zon toen inderdaad die wolk heeft doorkruist’, zegt Opher. ‘De blootstelling van de aarde aan koude interstellaire wolken, en de daarmee samenhangende toename van waterstof en straling in de atmosfeer, hebben vrijwel zeker een grote invloed op onze planeet en het klimaat gehad.’
Ruimtewetenschapper Sarah Spitzer van de Universiteit van Michigan zegt dat het artikel ‘overtuigend’ bewijs levert dat de heliosfeer twee tot drie miljoen jaar geleden werd blootgesteld aan een dichte interstellaire wolk. Tijdens het passeren van die dichte koude wolk door ons zonnestelsel bevond de aarde zich buiten de heliosfeer, en werd die direct blootgesteld aan de interstellaire omgeving, zegt ze.
Evolutie
‘Als we dit begrijpen, kunnen we meer leren over de effecten die het interstellaire medium in het verleden had op het aardse leven’, zegt Spitzer. ‘Het helpt ons ook om de huidige effecten van de heliosfeer op het leven op aarde beter te begrijpen. Wat er zou kunnen gebeuren als de aarde in de toekomst weer wordt blootgesteld aan het interstellaire medium? En wanneer dat zou kunnen gebeuren?’
Het is intrigerend om na te denken over hoe ontmoetingen in ‘onze lokale kosmische omgeving’ de aardse omgeving hebben beïnvloed, zegt bioloog Evan Economo. ‘De heliosfeer maakt deel uit van de uitgebreide omgeving die organismen ervaren op het aardoppervlak, en beïnvloedt het klimaat en de inkomende straling uit de ruimte’, zegt hij. ‘Als we ons tijdens bepaalde perioden buiten de heliosfeer bevonden, zou dit het evolutionaire traject van een breed scala aan organismen, waaronder de mens, veranderd kunnen hebben. Dergelijke verbanden zijn op dit moment zeer speculatief, maar geven ons een nieuwe onderzoeksrichting.’
