研究发现，经过的恒星可能改变了地球轨道和气候

在整个宇宙历史中，经过的恒星可能多次改变了地球的轨道及其气候。新的研究深入探讨了这对于了解我们星球的过去意味着什么。

地球目前的气候变化是人类引起的，但其他行星的引力也可能通过稍微改变我们星球的轨道而导致长期的气候模式。现在，研究表明，大量经过的恒星也可以改变地球的路径，而这些宇宙拉力可能会限制研究人员研究地球轨道过去变化与地球气候之间联系的能力。

地球绕太阳运行的路径会随着时间的推移而发生变化。例如，随着木星和土星对地球的拉力，地球轨道的形状每隔十万年左右就会在接近圆形和椭圆形之间变化。这个米兰科维奇周期影响我们的星球接收到的太阳辐射量，部分改变我们的气候并周期性地将我们送入冰河时代。

向后运行的模拟可以帮助识别行星轨道的此类变化。但与天气预报一样，随着时间跨度的增加，这些测量结果会变得不太准确，因为行星路径的不确定性呈指数级增长。因此，科学家此前认为他们只能准确预测地球过去7000万年左右的运行轨迹。 

这种模拟还有另一个缺陷：他们认为太阳系是一个泡沫。然而，作为银河系的一部分，它相当定期地接待银河系内的访客。据预测，恒星每百万年大约会在 200,000 天文单位范围内经过 20 次。 （一个天文单位，即 AU，大约为 9300 万英里，或 1.5 亿公里，大约是地球与太阳之间的平均距离。）事实上，在 2023 年 12 月，研究人员计算出这样一颗恒星可能在距太阳 10 亿年的时间里现在，将地球踢出轨道，可能会使其免于被膨胀的太阳吞噬。

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这项研究激发了同一团队的两名成员研究过去一颗经过的恒星可能对地球轨道产生的影响。

亚利桑那州行星科学研究所的高级科学家内森·凯布说：“我们只是决定看看如果我们开始模拟让一群恒星飞过太阳系会发生什么。” Kaib 和合著者、法国波尔多大学的天文学家 Sean Raymond 使用计算机模型对太阳系中行星的路径进行了一百个向后预测。该研究于 2 月 14 日发表在《天体物理学杂志快报》上。

每次模拟都会持续进行，直到地球的偏心率（行星轨道偏离完美圆的量）从当前值变化 10%，此后模拟就变得不可靠。在某些情况下，研究人员允许一颗类日恒星接近太阳 200,000 个天文单位范围内。他们发现，如果包括一次恒星飞越，则预测时间跨度从 7700 万年缩短到了 6200 万年。研究人员还发现，恒星会产生天体多米诺骨牌效应，拉动气态巨行星，然后推动地球。

然后，凯布和雷蒙德从一般转向具体，把注意力集中在最近经过太阳系的恒星，也就是 280 万年前：太阳大小的 HD 7977。计算表明，HD 7977 可能以 280 万年前的距离接近太阳。 13,200 个天文单位，但可能接近 3,900 个天文单位。如果较小的距离是真实的，研究人员发现地球轨道的预测窗口将缩短至仅 5000 万年；在那之后，轨道变得过于偏僻而无法预测。

这种缩短的预测时间窗口让研究古代地球气候的气候学家感到困惑，因为许多人认为，古新世-始新世最热期（约 5600 万年前的全球变暖时期）发生在地球轨道转动时离太阳特别近。然而现在，由于地球路径不再可靠，气候学家必须调查其他原因，例如地质因素。

该研究的结果对未来也有影响。 Kaib 表示，下一个预定的恒星访客是 Gliese 710，它将在 130 万年后经过太阳 10,000 至 15,000 个天文单位。但是，他补充说，“这种扰动是否会降低我们预测地球未来轨道演化的能力是一个悬而未决的问题。”