在宇宙的幫助下探索地球的歷史

與天體的距離可以讓我們想起地球上的重大事件。

在宇宙的幫助下探索地球的歷史

天文學和地質學有一個很大的固定時間。在天文學中,距離等於時間。在地質學中,岩層代表時間。

正常情況下,越深,岩層越老。但是,由於板塊構造和侵蝕作用,每一個時期的岩石也會混雜在一起暴露在地表。研究人員利用化石來確定岩石的相對年齡,簡單的生命比複雜的生命早。比如說,泥盆紀的地層比侏羅紀還要古老。

由於放射性元素、同位素(元素的變體)及其半衰期(衰變的速度)的發現,地質學家可以利用放射性定年來確定火成岩形成的時間。就化石而言,沉積在頂部的火山灰層也含有礦物,如鋯石,其放射性同位素能給出準確的時間。然而,光速是天文學的同位素。正如地球上的同位素以固定速率衰變一樣,光速以有限的速度移動。因此,望遠鏡就像時間機器一樣,因為它們可以在傳遞到你的眼睛或相機之前,捕捉到已經傳播了數十億年的光。

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到附近天體的距離是由各種方法決定的,但是當涉及到像星系這樣更遙遠的天體時,一切都是關於造父變星和紅移。藉助哈勃太空望遠鏡和帶有自適應光學系統的巨型陸地望遠鏡,我們正在分辨距離地球5500萬光年遠的室女座星系團中的恆星,觀察它們在古近紀地球始新世時期的活動。當時,最古老的靈長類動物生活在今天的中國,儘管一個成年動物只有一盎司(28克)重。

對於觀星者而言,很容易將深空物體與光子傳播的年數相關聯。我們只是抬頭看距離。有趣的地方開始在思考那些光子開始旅行時地球是什麼樣的。

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最近的地質時代是

新生代

。其中的

第四紀時期

從258萬年前(Ma)到現在。在第四紀時期,全新世是當前紀元,包含最近的11700年。

全新世

將光傳播時間轉化為距離,它覆蓋了肉眼可見的恆星以及銀河中大部分開放的星團和星雲,這些星雲可透過業餘望遠鏡看到。

更新世

時代,更好地稱為冰河時代,包括11700個258萬光年遠之間的任何物體。這包括銀河系周圍的整個球狀星團群,NGC 6397和M4除外,它們的光照大約有7,000至8,000年的歷史(新石器時代的人漫遊世界時)。

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夏季最喜歡的目標是大力神星團(M13)。距離我們有22,000光年。那時,大量的猛mm象和mast獸在北美森林和覆蓋加拿大的巨大冰原以南的草原上漫遊。

再往外看,仙女座星系(M31)的距離為254萬光年,直徑為22萬光年。這意味著它遠處的螺旋臂發出的光是在上新世時代晚期發出的,而前臂發出的光則來自更新世!

繼續我們的時光倒流,我們來到了

上新

世紀,該時期從5。33 Ma到2。58 Ma。在地球上,這個時期的巨型犰狳Glyptodon在整個南美遊蕩。Triangulum Galaxy(M33)距離我們有273萬光年,因此也將其牢固地放置在這裡。NGC 604是M33內巨大的HII區域,儘管距離較遠,但仍可透過小範圍的望遠鏡輕易看到。

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接下來是中

世紀,持續時間從23到5。3 Ma。真正的海洋恐怖之一-巨型鯊魚(Carcharocles megalodon)此時正在捕食大型魚類和海洋哺乳動物。將此時間轉換為以光年為單位的距離,可以封裝天空中一些最明亮的星系。

例如在Ursa Major中的Bode‘s Galaxy(M81)和雪茄Galaxy(M82)。兩者都位於相距約1200萬光年的地方,並且在豐富的領域中形成了令人印象深刻的一對。第一個是橢圓形,具有明亮的核心,第二個是雙凸透鏡,具有塵埃雲的暗影。

下一個時代是

漸新世

,覆蓋33。9至23 Ma,其特徵是我最喜歡的深空天體之一,漩渦星系(M51)。它位於這個時代與中新世的交界處,相距2300萬光年。用小型望遠鏡最容易看到M51的旋臂。在地球上,南達科他州的荒地和北部平原是成群的風齒動物,這是與駱駝密切相關的奇怪的豬狀哺乳動物。

從56到33。9 Ma的

始新

世紀包含比其他紀元更亮的星系發出的光,因為處女座星團的心臟在其範圍之內。M84,M86和巨大的橢圓M87是位於該星團核心中可見的最明亮的星系,距離我們約有5,400萬光年。

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在地球上的這段時間裡,一個充滿魚類的巨大湖泊覆蓋了科羅拉多州,懷俄明州和猶他州的部分地區,而海岸線上的特色是至今仍存在的植物區系。懷俄明州巨大的煤炭儲藏也來自這個時代,那時變成煤的植物還活著。

接下來,我們到達

古新

紀,從66 Ma延長到56 Ma。在這個時期我們可以用望遠鏡瞄準的一個引人注目的物體是野兔勒普斯(Lepus the Hare)星座中最亮的星系-禁止旋轉的NGC1964。它的柔和光輝起源於恐龍滅絕在這個時代開始後的大約一百萬年。

再往後退一步,我們就進入了恐龍時代。它包含三個不同的時期:

白堊紀

(從145到66 Ma),

侏羅紀

(從201到145 Ma)和

三疊紀

(從252到201 Ma)。

白堊紀時期向我們發出的光是距遠8300萬光年的烏鴉座特有的螺旋狀NGC 4027和距相距1。05億光年的雙魚座的一對碰撞星系NGC 520。兩者都透過小型望遠鏡顯示出它們奇怪的形狀。在地上,這是霸王龍,三角龍和“好媽媽爬行動物”邁伊索拉的時代-另外,最早的開花植物正在立足。

在侏羅紀時期,九頭蛇-半人馬座超級星團發出的光開始了它向我們星球的旅程。它最模糊的模糊距離最接近1。76億光年。NGC 3312距離該組中最大的螺旋線,相距1。94億光年。在地球上,真正的侏羅紀公園包含著茂密的蘇鐵樹,看上去像是菠蘿樹和棕櫚樹之間的十字架,以及恐龍,包括異特龍,雷龍和漫遊於北美的甲龍。

在三疊紀中期,塞弗特(Seyfert)星系Perseus A(NGC 1275)發出的光是業餘天文學家目前可以從黑暗地點透過6英寸或更大範圍觀察到的。它是英仙座星系團(Abell 426)中最亮的成員。在地球上,某些最早的恐龍(海洋中的棘龍和蛇龍以及陸地上的雙脊龍)已經在這種光首次離開NGC 1275時出現了。

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導致恐龍統治的時期是

二疊紀

,其持續時間為299至252 Ma。在此期間,由水瓶座六個星系組成的密密麻麻的希克森88號發出的光,我們剛剛從2。74億光年的距離看到。在二疊紀末期,地球經歷了二疊紀-三疊紀的滅絕事件,這是地球上有史以來最嚴重的災難。古生物學家估計,一次撲滅,超過90%的海洋生物以及70%的陸地生物消失了。

在二疊紀之前是

石炭紀

,從359 Ma到299 Ma。昏迷星團(Abell 1656)是一個由1,000多個星系組成的星團,位於這個範圍內,距離約3。36億光年。它的兩個最亮的成員NGC 4878和NGC 4889,可以在黑暗的天空下透過中型望遠鏡看到。

這個時期之所以得名,是因為在此期間我們星球上形成了許多煤層。同樣在這段時間裡,如此多的海百合生活在海床上,以致死後的沉積形成了數百英尺厚的石灰岩地層。

接下來的一步將我們

帶入泥盆紀

,有時被稱為“魚類時代”,從419到359 Ma。大多數現代魚類都可以追溯到這個時代。在此期間留下的光並且剛剛到達地球的一組天體是Abell 2634,這是一個位于飛馬座約4。15億光年的星系團。在黑暗天空下的11英寸或更大的望遠鏡將顯示NGC 7720,它是星團中最亮的成員,其發光強度為12。2。

志留紀

期間,到達我們的光從443到419 Ma持續發光,這些光來自於業餘望遠鏡可見的最大,最發光的星系。在Ursa Major星座中的Abell 1185成員屬於此範圍。

Abell 1185是獅子座超級星團中八個星系星團中最亮的一個。在12。5級時,其最亮的星系是NGC3550。但它最有趣的成員是NGC 3561,被稱為“吉他”。這對相互作用的星系發光強度為12。9,並散發只有在照片中可見的羽狀流。在地球上的志留紀時期,第一條硬骨魚類應運而生,陸地上出現了具有能夠攜帶水分和養分的組織的植物。

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剩下的兩個最早覆蓋地球地質歷史的時期是

奧陶紀

(485至443 Ma)和

寒武紀

(541至485 Ma)。在相應的距離內,NGC 7016是摩Cap座4。8億光年遠的巨大橢圓星系,其發光等級為13。0。附近的是13。2 NGC 7017大小的環形星系,它具有更亮的橢圓或雙凸透鏡分量,以及12。6 NGC 7018大小的雙橢圓星系。所有這些都位於星系團Abell 3744內,並且在大型業餘儀器的範圍內。

在5。08億光年的稍遠距離處,您會遇到大力神星系團(Hercules Galaxy Cluster),也稱為Abell2151。它的最亮成員,巨大的橢圓形星系NGC 6041發光,強度為14。1級-足夠大,可以透過大望遠鏡看到業餘望遠鏡。

在地球上,奧陶紀比其他任何時期都擁有更大的生活多樣化。珊瑚,苔蘚動物和最早的脊椎動物出現在奧陶紀。寒武紀爆發了寒武紀爆炸,聽起來像是古代的超新星,但實際上是生命發展的時期,貝殼和化石在沉積岩中變得很普遍。

到目前為止,我所描述的所有時期都屬於地質歷史上僅有的兩個世代之一:

Phanerozoic

Eon,始於541 Ma。從此之前的每一個時刻-從45。4億年前的地球形成到Phanerozoic Eon的開始-都是

前寒武紀

Eon的一部分。

在超過5。41億光年的距離上,即使最亮的星系也只有15級和微弱。對於孔徑小於20英寸的望遠鏡,此類物體並不是理想的目標。但是,我們可以看到類星體,即某些星系的超發光核心。

發現的第一個類星體3C273位於處女座星座。而且,儘管它看起來像一顆典型的11。6級恆星,但它的位置距離超過24億光年。因此,當地球上最高階的生命是藍細菌時,您所看到的光便消失了。藍細菌導致了大氧化事件,該事件迅速將我們大氣中的大量二氧化碳轉化為氧氣。

對於最後的挑戰,請嘗試在駝峰中找到類星體HS 0624 + 6907。強度為13。8,幾乎和冥王星一樣明亮。更重要的是,它的距離是45。6億光年,因此您觀察到的光與地球的年齡大致相同。

物體的距離經常被對亮度,尺寸和細節更感興趣的觀察者所忽略。因此,下次您進行觀察時,請不要忘記時間的第四維度。它可以將您與腳下的歷史聯絡起來。

從目標範圍內可見的目標發出的光是在嬰兒期處於什麼山脈?對於肯塔基州路易斯維爾的觀察者來說,這片土地是在NGC 7720的光子在4。15億年前開始向地球旅行時,位於南緯30°而非北緯38°的地方。

幾乎可以肯定的是,大陸漂移,侵蝕,地震,冰川或火山為您的觀測地點提供了同樣迷人的歷史。