太陽系穿越「拉德克利夫波」：揭開地球氣候變遷的星際之謎

當我們的太陽系在銀河系中執行時，它會遇到各種星際環境，包括星際介質的密集區域。這些相遇不僅讓太陽系的部分割槽域暴露於星際介質中，還增加了星際塵埃進入太陽系和地球大氣層的流量。最新發現的銀河結構，如長達9,000光年的「拉德克利夫波」，引發了科學家對太陽是否曾與其相遇的疑問。根據最新研究，太陽系的軌跡在1,500萬至1,200萬年前（中新世時期）與獵戶座恆星形成區的拉德克利夫波相交。值得注意的是，這一時期恰逢地球的中新世氣候轉變，為跨學科研究提供了重要線索。

太陽系在銀河系中執行時，會遇到不同密度的星際環境，包括熱空洞、超新星爆炸波前和冷氣體雲。

太陽透過星際介質的密集區域可能會對太陽系產生多種影響。例如，壓力的增加會壓縮日球層，使太陽系的部分割槽域暴露於冷且密集的星際介質中。此外，進入地球大氣層的星際塵埃量也會增加，這可能透過塵埃顆粒增強放射性同位素（如鐵-60）的輸送。

拉德克利夫波是一種狹窄的正弦波氣體結構，包含許多已知的恆星形成雲複合體，如大犬座、獵戶座、金牛座、英仙座、仙王座、北美星雲和天鵝座。這個氣體結構的質量估計為300萬個太陽質量，並且似乎像行進波一樣協調振盪，被認為是銀河系螺旋結構的一部分。

「想像一下，就像一艘船在海上航行時遇到不同的條件，」維也納大學的博士生Efrem Maconi博士說。「當太陽穿過獵戶座的拉德克利夫波時，它遇到了一個氣體密度較高的區域。」

利用歐洲太空總署（ESA）的蓋亞任務資料和光譜觀測，Maconi博士及其同事精確定位了太陽系穿過獵戶座區域的拉德克利夫波的時間。

「這項發現建立於我們之前識別拉德克利夫波的研究基礎上，」維也納大學的João Alves教授說。「我們穿過獵戶座區域時，著名的星團如NGC 1977、NGC 1980和NGC 1981正在形成。」

「這個區域在北半球的冬季天空和南半球的夏季天空中很容易看到。尋找獵戶座和獵戶座大星雲（Messier 42）——我們的太陽系就是從那個方向來的！」

「這次銀河相遇增加的塵埃可能產生了多種影響。它可能穿透了地球大氣層，在地質記錄中留下了來自超新星的放射性元素痕跡。雖然目前的技術可能還不足以檢測到這些痕跡，但未來的探測器可能會實現這一點。」

研究表明，太陽系穿過獵戶座區域的時間大約在1,820萬至1,150萬年前，最可能的時間在1,480萬至1,240萬年前。這一時間段與中新世氣候轉變非常吻合，這是一個從溫暖多變的氣候轉變為較冷氣候的重要時期，導致了南極冰蓋原型的大規模建立。

雖然這項研究提出了太陽系穿越其銀河鄰居與地球氣候之間可能存在的聯絡，但作者強調，因果關係還需要進一步研究。

「雖然中新世氣候轉變的潛在過程尚未完全確定，但現有的重建表明，大氣中二氧化碳濃度的長期下降是最可能的解釋，儘管存在很大的不確定性，」Maconi博士說。「然而，我們的研究強調，與穿越拉德克利夫波相關的星際塵埃可能影響了地球的氣候，並可能在這段氣候轉變中發揮了作用。」

「要改變地球的氣候，地球上的外星塵埃量需要比目前資料顯示的要多得多。未來的研究將探索這一貢獻的重要性。值得注意的是，過去的氣候轉變與當前的氣候變化並不可比，因為中新世氣候轉變是在數十萬年的時間尺度上展開的，而當前的全球暖化則是由人類活動在幾十年到幾世紀的時間內以空前速度發生的。」

這項研究發表在《天文學與天體物理學》期刊上。

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E. Maconi et al. 2025. The Solar System's passage through the Radcliffe wave during the middle Miocene. A&A 694, A167; doi: 10.1051/0004-6361/202452061