太陽繞著銀河系中心公轉(zhuǎn)一周的時間被稱為銀河年,一銀河年大約為2.3億地球年。而太陽系的形成時間大約為46億年前,所以太陽系已經(jīng)過了大約20個銀河年。既然地球在公轉(zhuǎn)過程中會出現(xiàn)季節(jié)變化,那么,隨著太陽系的公轉(zhuǎn),整個太陽系的環(huán)境是否會發(fā)生變化?是否會使得地球在某些時間變得不宜居,從而出現(xiàn)物種大滅絕的事件?
在過去的20個銀河年中,地球上發(fā)生過不少于20次的物種滅絕事件,其中有五次十分嚴重。第一次物種大滅絕事件發(fā)生在4.5億年前,最終幸存下來的只有14%的物種。第二次發(fā)生在3.75億年前,四分之三的物種從地球上消失。第三次發(fā)生在2.5億年前,這次最為嚴重,96%的物種走向滅絕。第四次發(fā)生在2億年前,80%的物種滅絕。第五次發(fā)生在6500萬年前,76%的物種消失,其中包括長期主宰地球的非禽類恐龍。
可以看到,這五次大規(guī)模滅絕事件并非周期性的發(fā)生,兩次間隔時間有的是幾千萬年,有的是一億多年(相當于半個銀河年)。從這幾次事件中很難推斷出,太陽在銀河系中的周期性運動是否會引發(fā)地球上的物種大滅絕事件。
不過,在這五次物種大滅絕事件的前后和中間的某些時間,地球上還出現(xiàn)過小規(guī)模的物種滅絕事件。一些科學家根據(jù)統(tǒng)計結(jié)果推斷,地球上的物種滅絕事件會以大約3000萬年的周期反復出現(xiàn)。對于這種現(xiàn)象,存在兩種解釋。
一種觀點認為這是由太陽系在銀河系中的運動所引起的。太陽相對于銀心的運動軌跡呈現(xiàn)為波浪形,而非像地球公轉(zhuǎn)軌道那樣呈現(xiàn)為橢圓形。因為銀河系中的密度并非完全均勻,這導致太陽會在銀盤上下方不斷震蕩,每3200萬年的時間就會穿過一次銀盤。
太陽系最近一次穿過銀盤的時間是在300萬年前,而在200萬年前,地球上發(fā)生過上新世-更新世滅絕事件,此次滅絕事件的起因被認為是地球附近一顆超新星爆發(fā)產(chǎn)生的伽馬射線暴擊中地球大氣層,導致臭氧層被破壞,威脅的宇宙輻射直達地面。由于太陽系穿過銀盤時,周圍的恒星密度將會變高,地球附近發(fā)生致命超新星爆發(fā)的可能性也會更高一些。對于此次滅絕事件,無論是時間,還是起因,似乎與太陽系穿過銀盤相對應。
還有一種觀點認為,太陽有一顆十分暗淡的伴星——涅墨西斯星,它遠離太陽,與太陽相距1至3光年,公轉(zhuǎn)周期為2600萬年。每當涅墨西斯星運行到近日點時,它的引力擾動會把奧爾特云中的天體引向太陽系內(nèi)部,從而使地球被小行星或者彗星撞擊的概率增加。另外,太陽系周期性穿過銀盤可能也會引發(fā)奧爾特云中的天體撞向地球。
不過,其他滅絕事件并非都是由小行星撞擊或者超新星爆發(fā)引發(fā)的,很多時候的起因是地球上的火山大規(guī)模噴發(fā),或者氧氣含量變化、或者海平面上升與下降。由于這種時間尺度太過于漫長,人類所能了解到的情況十分有限。目前還缺乏相關證據(jù),無法把地球上的物種滅絕事件與太陽系在銀盤中的周期性擺動或者太陽的潛在伴星相聯(lián)系起來。