太阳不仅仅为地球提供光和热。近期的两项美国宇航局资助的研究表明，太阳遥远的过去的事件可能以意想不到的方式影响了地球的气候，从帮助驱动古代温度变化到让年轻的星球保持足够的温暖以支持液态水和可能的生命。来自美国宇航局SHIELD（带氢离子电荷交换和大规模动力学的太阳风）中心的研究考察了太阳系长期以来如何在银河系中移动。太阳风产生的广阔保护气泡被称为日球层，包围着太阳系。研究人员发现，这个气泡周围银河环境的变化可能影响了地球的条件。另一项由美国宇航局科学家领导的独立研究探索了另一个古老的谜题：年轻的太阳如何保持地球温暖，尽管它要暗得多。研究结果表明，强烈的太阳喷发可能有助于在地球早期的大气中产生强烈的温室气体。太阳在银河系中的旅程地球的气候在数千万年间发生了巨大变化。在不同的时期，主要的冰河时代暂时使全球平均气温降低了几度，而其他时期则带来了温暖和寒冷条件之间的反复波动。科学家们传统上研究地球轨道、温室气体水平、冰盖和其他行星因素的变化以理解这些变化。新的研究现在表明，围绕太阳的空间环境的变化可能也起到了重要作用。太阳系被太阳创造的保护区域所包围，有点像地球被大气层包围。这一地区称为日球层，形成于太阳风中的带电粒子从太阳向外持续流动。重建太阳的银河路径整个日球层围绕银河系的中心移动。在太阳46亿年的寿命中，太阳系经历了许多不同的银河环境。在8月21日发表在《天文学与天体物理年鉴》的研究中，来自NASA SHIELD中心的研究人员使用计算机模拟重建了日球层在银河中的过去轨迹。他们的结果表明，太阳系遇到的一些区域可能在地球上产生了可测量的变化。SHIELD的首席研究员、波士顿大学的Merav Opher及其同事模拟了太阳系与充满气体和尘埃的极寒区域之间的遭遇。他们的研究表明，太阳在过去几百万年期间至少经历过三次这样的环境。在这些遭遇中，巨大的星际“冷云”可能以足够的力量压迫日球层，导致其显著压缩。根据模拟，日球层在某些时候可能缩小到小于地球轨道的尺寸，暂时让我们的星球处于太阳保护气泡的外部。地球可能失去太阳保护的时间模型遭遇发生在大约200万到300万年前、600万到700万年前和1300万到1400万年前。如果日球层如模拟所示收缩，地球的大气将直接暴露于截然不同的星际环境中。这个时间线也与地质证据相吻合。在这些时期的深海沉积物核心、南极雪和月球样本中发现了与星际尘埃常见的元素。这些日球层崩溃的事件可能也有助于解释一些古代气候模式。在模拟中，将地球的大气暴露于密集的冷云中增加了大气中的水蒸气，并改变了高层大气的条件。这些影响最终会影响到接近地球表面的条件。这些结果提出了太阳系穿越银河系寒冷区域可能对地球的一些长期气候变化做出贡献的可能性，可能包括冰河时代。建立日球层的数字双胞胎NASA资助SHIELD作为多个旨在推进日物理学研究的中心之一。作为一个DRIVE科学中心，SHIELD汇集了不同领域、方法和科学视角的研究人员。该中心的目标之一是建立日球层的详细模型或“数字双胞胎”。该模型可能有助于科学家更好地理解当日球层遇到密集的星际云等特征时的反应。研究我们可居住的太阳系的历史和结构也可以为生命在地球上的进化提供线索。在未来，知识可能帮助研究人员识别其他能够支持可居住世界的恒星系统。