如果我們的太陽系看起來穩定，那是因為我們短暫的生命使其顯得如此。地球在自轉，晝夜交替，月亮穿行于光明與黑暗，太陽高懸于天空。

但現實中，一切都在運動并相互影響，我們所觀察到的微妙平衡很容易被打破。在遙遠的地球歷史中，是否有路過的恒星擾動了地球的軌道，并引發了劇烈的氣候變化？

恒星飛掠是指另一顆恒星近距離經過太陽系，足以造成某些擾動。我們在銀河系所處的區域相對空曠，因此恒星飛掠比其他區域更為罕見，但它們確實會發生。

最著名的一次可能是舒爾茨星（Scholz's star）。大約 7 萬年前，它穿過了奧爾特云—— 太陽系外圍的長周期彗星和冰質星子的儲存庫。

它可能擾動了奧爾特云中的一些彗星，但如果確實如此，我們也要幾百萬年后才能知曉 —— 彗星需要這么長的時間才能到達太陽系內部區域。

舒爾茨星事件揭示了恒星飛掠的風險。科學家們一直在思考，這些飛掠是否曾通過改變地球軌道影響了地球過去的氣候。

即將發表在《天體物理學雜志》上的一項新研究探討了恒星飛掠現象，試圖驗證這一觀點。該論文題為《過去5600萬年古氣候重建未受路過恒星影響》（"No influence of passing stars on paleoclimate reconstructions over the past 56 million years"）。作者是理查德·齊貝（Richard Zeebe）和大衛·埃爾南德斯（David Hernandez）。齊貝來自夏威夷大學海洋與地球科學與技術學院，埃爾南德斯來自耶魯大學天文學系。

作者寫道：“路過的恒星（也稱為恒星飛掠）對太陽系的長期動力學演化、奧爾特云彗星進入太陽系的注入、海王星外天體的特性等具有顯著影響。”

“基于一個簡化的太陽系模型，…… 最近有研究提出，路過的恒星也是大約5000萬年前古氣候變化的重要驅動因素，包括一個被稱為‘古新世-始新世極熱事件（PETM）’（約5600萬年前）的氣候事件。”

古新世-始新世極熱事件（PETM）期間，全球溫度上升了5-8°C（9-14°F），大量碳涌入大氣和海洋。溫度上升過程經歷了1萬或2萬年，并持續了約10萬或20萬年。

它對生物圈的影響是巨大的：許多海洋生物滅絕，熱帶和亞熱帶區域向兩極擴展，靈長類和其他哺乳動物開始出現。

其成因仍有爭議，存在多種假說，包括火山噴發、彗星撞擊、甲烷包合物釋放以及軌道強迫（orbital forcing）。

研究人員認為，巨行星在恒星飛掠期間扮演著重要角色。當一顆游蕩的恒星經過時，巨行星的引力場可以放大飛掠的影響，進而改變較小行星的軌道。

為了探究恒星飛掠是否可能是PETM及其他氣候變化的原因，研究人員使用了先進的太陽系模型和隨機的恒星參數，進行了400次模擬。總共模擬了1800次恒星飛掠事件。

其他研究同一問題的科學家發現，恒星飛掠可能改變了地球的古氣候。

在去年發表的一篇論文中，行星科學家內森·凱布（Nathan Kaib）和肖恩·雷蒙德（Sean Raymond）表示：“在此，我們展示了包含太陽附近恒星群的模擬，發現近距離飛掠的場星通過其對巨行星的引力擾動，改變了我們整個行星系統的軌道演化。”

他們還寫道：“盡管恒星飛掠的影響需要數千萬年才能顯著顯現，但地球及其他行星的長期軌道演化與這些恒星緊密相關。”

然而，齊貝和埃爾南德斯得出了不同的結論。他們寫道：“與凱布和雷蒙德相反，我們發現過去5600萬年（56 Myr）的古氣候重建未受到路過恒星的影響。”

造成不同結果的原因之一是用于理解飛掠現象的模型的完整性。例如，某些太陽系模型排除了月球。

作者寫道：“運行包含所有已知次級效應的精確、先進的太陽系模型在計算上代價高昂。因此，例如在十億年（Gyr）時間尺度上的長期研究往往基于簡化的太陽系模型，或僅考慮外行星。”

通過使用更完整的太陽系模型，齊貝和埃爾南德斯表明，恒星飛掠不太可能是地球劇烈古氣候變遷（如PETM）的背后推手。他們指出，月球具有穩定作用，排除月球的模型會得出可疑的結論。

作者解釋道：“相反，使用包含月球貢獻和J2（月球和太陽的四極矩）的先進太陽系模型以及隨機恒星參數，我們發現過去5600萬年（56 Myr）的古氣候重建未受到路過恒星的影響。”即使是極其近距離的飛掠似乎也沒有影響。

過去發生過多次恒星飛掠，未來還會有更多。

預計橙矮星格利澤710（Gliese 710）將在大約129萬年后抵達距太陽僅0.1663光年或10520天文單位（AU）的位置。它有86%的幾率穿過奧爾特云，一些研究人員認為這可能引發大量彗星涌入內太陽系。這次飛掠是否會引發地球氣候的劇變？

存在很大的不確定性。理解恒星飛掠的過去和未來，以及它們可能如何影響地球氣候，最終取決于我們科學模型的精細程度。

作者總結道：“我們的結果表明，一個完整的物理模型對于準確研究恒星飛掠對地球軌道演化的影響至關重要。”

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