av Stephen Battersby

i miljarder år har jorden varit på en farlig resa genom rymden. När vår planet virvlar runt solen, åtar sig hela solsystemet en mycket större resa och cirklar vårt öuniversum vart 200 miljoner år. Genom att väva oss igenom Vintergatans skiva har vi drivit genom lysande spiralarmar, trotsat det Stygiska mörkret i täta nebulosor och bevittnat den spektakulära döden av jättestjärnor.

många av dessa underverk kan mycket väl ha varit dödliga, regnar dödlig strålning på jordens yta eller kastar stora missiler i vår väg. Vissa kan ha utplånat delar av livet, krossade kontinenter eller vände planeten till is. Andra kan ha varit mer godartade, kanske till och med sådd livets frön.

än så länge är detta gissningar. Vi kan inte spåra vår väg genom galaxens gravitationella melee, ännu mindre beräkna vilka incidenter som drabbade oss var och när. Jorden själv, dess stenar som ständigt återvinns av plattektonik och ombyggs av erosion, är anmärkningsvärt glömsk av tidigare övergrepp från rymden.

men ett förråd av våra kosmiska minnen kan vara nära till hands. Månens jord och stenar uthärdar ostört för eoner. Djupt under månytan kunde det ligga ett arkiv över vår planets resa. Vad jorden glömmer, minns månen.

för länge sedan, i denna galax men långt, långt borta… är himlen fylld med ljusa stjärnor och glödande nebulosor, mycket tätare än dagens tama himmel. Men den här scenen är inte att hålla. En stor böjd våg av stjärnor plockar upp solsystemet som ett skrot av flotsam och sveper ut det i de tomma galaktiska fransarna, långt ifrån sitt glömda hemland.idag reser solsystemet en nära cirkulär väg runt vår galax och håller konstant 30 000 ljusår mellan oss och den sjudande galaktiska kärnan. Vi antog en gång att de flesta stjärnor stannade i sådana tysta banor under hela sitt liv. Vår resa kan ha varit mer spännande. De karakteristiska spiralarmarna i en galax som Vintergatan är vågor med högre densitet, regioner där stjärnor och gas är lite närmare varandra än någon annanstans i vår galaxskiva. Deras extra gravitation är normalt för svag för att förändra en stjärnas väg med mycket, men om stjärnans omloppshastighet råkar matcha den hastighet med vilken spiralarmen själv roterar, har den extra kraften mer tid att träda i kraft (månatliga meddelanden från Royal Astronomical Society, vol 336, p 785). ”Det är som surfare på havet-om de paddlar för långsamt eller för snabbt kommer de inte någonstans. De måste matcha hastigheten precis rätt, då blir de pressade,” säger Rok Roskar vid universitetet i Zurich, Schweiz.

Roskars simuleringar visar att en lycklig stjärna kan rida vågen i 10 000 ljusår eller mer. Vår sol kan vara en sådan surfare. Vissa mätningar innebär att solen är rikare på tunga element än den genomsnittliga stjärnan i vårt grannskap, vilket tyder på att den föddes i galaxens livliga centrala zon, där stjärnvindar och exploderande stjärnor berikar den kosmiska bryggan mer än i de galaktiska förorterna. Den gravitationsbuffeting som solsystemet fick då kan också förklara varför Sedna, en stor isball i solsystemets extremiteter, reser på en förbryllande, enormt långsträckt bana (arxiv.org/abs/1108.1570).

detta är bara indicier. Men vi kan hitta mer direkta spår av störande incidenter från det avlägsna förflutna…

himlen blommar med lysande, blåvita unga stjärnor, några fortfarande kokonade i en gas av gasen från vilken de bildades. Den ljusaste lyser med ljuset på 20 000 Solar, men dess glans är ett varningsskylt. Snart kommer stjärnan att explodera och förbjuda natten i flera veckor. Till skillnad från solens livgivande värme kommer detta ljus att medföra döden.

i en närliggande spiralarm i Vintergatan, mer än 1000 ljusår bort från vårt solsystems nuvarande position, ligger Orionnebulosan, en födelseplats för jättestjärnor. Vårt solsystem måste ibland ha drivit mycket närmare sådana stjärnskolor. Att göra det är att flirta med katastrof. En massiv stjärna bränner sitt bränsle snabbt, och om några miljoner år kan kärnan kollapsa och frigöra en supernovas enorma energi.

röntgenstrålar från en supernova bara tiotals ljusår bort kan tömma eller förstöra jordens ozonskikt och släppa in skadliga ultravioletta strålar från solen. Högenergiprotoner, eller kosmiska strålar, skulle fortsätta att bombardera jorden i årtionden, tömma Ozon, skada levande vävnad och eventuellt sådd moln för att utlösa klimatförändringar. Sådana kramper kan ha utlöst några av de massutrotningar som så grymt punkterar livets historia på jorden – kanske till och med påskyndar dinosauriernas bortgång för 65 miljoner år sedan, enligt en teori formulerad på 1990-talet.

bevis för tidigare supernovaer är tunna på marken, även om tyska forskare 1999 hittade spår av järn-60 i södra Stilla havet Sediment (Physical Review Letters, vol 83, p 18). Denna isotop, med en halveringstid på 2,6 miljoner år, görs inte i betydande mängder av någon process på jorden, men utvisas av supernovaer. Tolkningen är omtvistad, men om iron-60 är en supernovas smutsiga fotavtryck, föreslår det att en stjärna exploderade för bara några miljoner år sedan inom cirka 100 ljusår av oss.Planetforskaren Ian Crawford från Birkbeck, University of London, föreslår att vi kan se till månen för att hitta tydliga bevis på sådana astro-katastrofer. ”Månen är en jätte svamp som suger upp allt som kastas på det när vi går runt galaxen”, säger han. Kosmiska strålar från en supernova plöjer in i månen och lämnar spår av skador i ytmineraler som kommer att synas under ett mikroskop och knackar atomer på väg att skapa exotiska isotoper som krypton-83 och xenon-126.

“månen är en jätte svamp som suger upp allt som kastas på det när vi går runt galaxen”

även om månjord är hållbar, skulle ett konstant regn av kosmiska strålar över miljarder år dölja register över enskilda händelser, även de som extrema som en närliggande supernova. Crawford, tillsammans med Katherine Joy of the Lunar and Planetary Institute i Houston, Texas och kollegor, tror att tricket är att leta efter de relativt sällsynta platserna med en sekvens av lavaflöden. När smält sten sipprar ut på ytan och svalnar börjar det samla spår av kosmiska strålar; om den sedan täcks över, bevarar den en orörd rekord av den tid den exponerades. Lavaflöden kan dateras exakt genom att mäta sönderfallsprodukterna av radioaktiva ämnen inom dem (jord, mån och planeter, vol 107, S 75).

rymdfarkoster har redan upptäckt massor av frestande lunar lavaflöden. Hittills går de alla tillbaka mer än en miljard år, till en tid då månen var varmare och så mer vulkaniskt aktiv. Crawford hoppas hitta mindre, nyare lava stackar, eller lager av sten smält av stora effekter. Begravd inom kan vara register över supernovaer som vi kan jämföra med jordens fossila register för att se om de matchar en massutrotning. Mycket mer forntida stenar kunde berätta om närliggande supernovaer var vanligare tidigare-kanske ett tecken på att vi en gång reste genom galaxens tätare, mer händelserika inre räckvidd.

och månen kan hålla andra minnen…

mörkret kommer. Det börjar med bara en liten lapp av stjärnlös svart, men växer långsamt tills det blottar ut himlen. I en halv miljon år är solen den enda synliga stjärnan. När främmande damm och gas regnar ner och genomtränger vår atmosfär, sveps jorden i vitt moln och grips av is; en blek spegel till den mörka kosmiska molnbanken ovanför.

interstellär gas genomtränger Vintergatan, men inte jämnt. Solsystemet råkar nu bo i en ovanligt tom plats, den lokala bubblan, med bara en väteatom per fem kubikcentimeter utrymme. Tidigare måste vi ha drivit genom mycket tätare gasmoln, inklusive mer än 100 ljusår över i vars kalla och mörka interiörer väte bildar sig i molekyler.

i sådana nebulosor kan jorden ha blivit förkyld. Vanligtvis är solsystemets inre skyddad från hård interstellär strålning av solvinden, en ström av laddade partiklar som strömmar djupt in i rymden och bildar en enorm elektromagnetisk sköld som kallas heliosfären. När den interstellära gasen blir tätare kan solvinden inte trycka så långt och heliosfären krymper. Över en densitet på cirka 1000 molekyler per kubikcentimeter kommer den att komma i kontakt med jordens omlopp. Det kan hända med några hundra miljoner år.ackumuleringen av väte i jordens höga atmosfär skulle förändra dess Kemi och skapa ett reflekterande molnskikt, medan damm kan efterlikna skuggningseffekten av sulfat aerosoler från vulkanutbrott. Alex Pavlov från University of Colorado, Boulder, säger att dammet ensam kan utlösa en global istid eller” snowball Earth ” (Geophysical Research Letters, vol 32, p L03705).

Vi vet att jorden har drabbats av sådana episoder, inklusive stora frossa för cirka 650 och 700 miljoner år sedan. Deras orsak förblir Obskyr. Det kunde ha varit förväxling av berg som drog koldioxid från luften, eller vulkanutbrott, eller förändringar i jordens bana runt solen – eller ett svart moln i rymden.

då kan moln ha haft ett lyckligare inflytande på jorden. William Napier från University of Buckingham i Storbritannien har föreslagit att de skulle kunna placera inlägg för livet, skydda mikroorganismer från kosmiska strålar och sprinkla dem på någon mottaglig planet när den passerar genom (International Journal of Astrobiology, vol 6, s 223).

månen kan återigen berätta jordens historia. Där uppe skulle främmande damm ha lagt sig ner för att blanda sig med månjorden. Det skulle ha en distinkt kemisk signatur, med höga nivåer av uran-235 och andra isotoper som genereras i supernovaer och sprids genom rymden. Helst skulle dammet begravas under ett praktiskt lavaflöde.

att komma till det blir inte lätt. ”Vi kan behöva sänka en borr i ett område som är känt för att ha massor av lavaflöden”, säger Joy. Att sätta upp en borrigg på månen är bortom vår nuvarande kapacitet, men Joy påpekar att lavaskikt exponeras i vissa slagkraterväggar och långa spår på månytan som kallas rilles. En robotsond kunde abseil ner en kratervägg och skopa ut fångad jord mellan lavaflödena, föreslår Crawford.

den jorden kan också hålla mineralfragment som krönikar ett annat kapitel i jordens odyssey – en berättelse om stenar och vrak.

den svaga röda stjärnan verkar ofarlig först, en knappt märkbar fläck överträffade med 10 000 andra ljuspunkter. Men det växer. På bara några tusen år växer det för att bli den ljusaste stjärnan på himlen. Ute i Oort-molnet långt bortom Pluto börjar jättebollar av IS och sten avvika från sina delikat balanserade banor och röra sig in mot solen. Snart skyar himlen med kometer-sjuka tecken för jorden.

månens pitted yta registrerar eoner av bombardemang. Apollo-astronauterna hittade många prover av forntida smält sten och avslöjade att det inre solsystemet för omkring 4 miljarder år sedan peltades med massiva kroppar.

detta ”sena tunga bombardemang” tros ha orsakats av rörelser från de yttre planeterna Uranus och Neptunus störande asteroider i Kuiperbältet, där Pluto bor. Incidenter i vår galaktiska odyssey skulle ha släppt ut andra stormar av kometer och asteroider. Passande stjärnor eller dammmoln kan ha utlöst en enstaka spik i bombardementet. Ett mer regelbundet mönster av ny kraterbildning kan återspegla ett upprepat möte på vår väg runt galaxen-till exempel genom en särskilt tät och oföränderlig spiralarm.

för att ta reda på att vi skulle behöva besöka en mängd olika ytor, ta små stenprover för att bestämma deras åldrar och sedan göra en noggrann folkräkning av kratrar för att se hur slagfrekvensen har fluktuerat. Begravda jordar kan hjälpa, säger Joy. ”Vi kan hitta fragment som skulle berätta för oss vilken typ av asteroider eller kometer som slog månen.”

För tillfället kan vi bara titta på vår gamla följeslagares skarpa ansikte och undra vilka historier den har att berätta. Om världens rymdbyråer håller sig till sina nuvarande planer, som beskrivs i 2011 Global Exploration Roadmap, ”borde det vara möjligt att börja komma åt Gamla insättningar inom några decennier”, säger Crawford. Då kanske vi kan börja skriva den definitiva versionen av jordens episka odyssey.

mer om dessa ämnen:

• solsystem