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对地球上的生命来说，最严重的宇宙危险是由于太阳定期地经过银河系的旋臂。每2．5亿年，我们的太阳系就绕行银河系一周，虽然旋臂也自转，但其转速要慢一些，因为恒星在旋臂中的云集往往使其运行速度慢下来。耶路撒冷希伯来大学的沙维夫对来自银河系的危险进行研究。他说：“旋臂运行得要比恒星慢，因而造成恒星的交通阻塞。”大约每隔1．5亿年，太阳追上一只旋臂并经过其中。在太阳系用来在旋臂上经过的几百万年里，它承受着来自头顶的危险。
超新星
银河系包含1000亿颗恒星。在任何给定时刻，都有好几万颗奄奄一息。虽然大多数恒星都悄无声息地死去，但是每隔几十年，一颗特大的恒星就会用光燃料并爆炸。
在不到1秒的时间里，恒星的内核坍塌了。由于物质被挤压到一起，所以微观世界的斥力发挥作用，将周围的物质向外推，形成一场灾难性的爆炸——产生一颗超新星。放射性同位素和自由电子向四面八方喷射，其能量转而产生x射线和γ射线。
这种高能粒子即“宇宙射线雨”可能会对人类生活的地球产生强烈效应，甚至对生命构成巨大威胁，如果爆炸发生在距离我们200光年范围内。没有人确切地知道，在银河系任何轨道上的这种邂逅可能性有多大，但我们的确晓得，每当地球经过一条旋臂时，这种情况发生的可能性就会大得多。
2003年，沙维夫和同事、来自加拿大渥太华大学的威泽尔注意到，地球气候史上的寒冷时期往往与大量宇宙射线袭击地球的时间相巧合。他们断言，这些射线可能来自附近的超新星。
为了衡量宇宙射线流动过程中的涨落，他们转而利用来自流星的证据。当一个流星体与其母体小行星相分离时，其新鲜的表面就暴露在宇宙射线之下。后者便开始分解流星体的一些原子，以形成比较轻的元素。因此，一颗流星内轻元素所占比例越大，流星就越老。流星的年龄看来集中在特定的时期。沙维夫和威泽尔认为，这是因为宇宙射线的强度有高峰期。
然后，沙维夫和威泽尔将宇宙射线水平与通过观察冰芯和树的年轮搜集到的气候记录相比较。他们说，宇宙射线活动少的时期与温暖的“温室”时期相吻合，而宇宙射线活动多的时期则同“冰窖”时期相联系。沙维夫说：“大约每隔1．5亿年，地球就进入银河系的一只旋臂。与此相应地出现一个寒冷时期，两极的冰增多，冰河期频仍。”
宇宙射线的这种方式如何能够影响气候并不完全清楚。沙维夫认为，最可能的机制涉及云量的增加。当宇宙射线撞击地球大气高层时，它们就将自己撞击的大气层原子中的电子撞掉，从而形成带电荷的粒子。沙维夫说：“这些额外的带电荷粒子能够促使云团形成，从而使更多的阳光被反射回太空。因而在地球上造成较为凉爽的气候。”
还有一些科学家说，经过旋臂时期和地球上的低温之间的相关性从统计学上讲是没有说服力的。地球每隔1．5亿年才途经一条旋臂。但沙维夫和威泽尔所考察的寒冷期间隔却为9000万年～1．9亿年。不过，假如这一分析是正确的，地球就会在几百万年内进入一个比较温暖的时期——但首先，我们可能必须忍受一个寒冷期。沙维夫解释说：“从原则上讲，我们现在所目睹的应当是比较温暖的气候，因为地球已经离开人马座—船底座旋臂。但实际上，我们还必须途经猎户座旋臂。这是邻近人马座—船底座的一条短暂的临时旅途。”他和威泽尔认为，一个短暂的冰河期仍可能出现，随后则是一个5000万年一6000万年的温室期。尔后我们将进入英仙座旋臂，恢复冰窖状态。如果其效应像沙维夫和威泽尔所想的那样显著，地球届时就可能会发生全球性的冰蚀——即“球状地球”。
巨大的分子云
对地球来说，更多危险集中隐藏在银河系的旋臂之中：由氢气构成的浓浓的云团，称为巨大分子云。科罗拉多大学的亚历克斯·巴甫洛夫认为，与这种云团的邂逅可能会导致物种的大量灭绝，甚至还有一场雪球状冰蚀，从而将整个地球覆盖在冰川下面。
巴甫洛夫及其同事利用一个大气层气候模型进行计算，得出的结论是，最浓的云团能够使地球的大气层充满尘埃，遮蔽阳光，使地球陷入混乱的冰川期。在一般情况下，通过太阳风的压力，大气层得到保护，从而使地球免遭宇宙尘埃的侵害。太阳风就是来自太阳的离子流。但巴甫洛夫估计，一个高浓度云团能够使太阳风减弱。他说：“氢气所产生的压力会克服太阳风的压力，从而使地球暴露在星际尘埃之下。”在我们的行星穿越一个云团的20万年期间，气候会迅速地陷入冰川的魔掌。
巴甫洛夫估计，每30个云团当中就有1个具有充分的浓度，使地球充斥尘埃。大约每隔10亿年，地球就可能会陷入到其中一个高浓度云团之中。地质学证据表明，在其46亿年的历史中，地球起码有两次完全冻结——大约7．5亿年前——但是迄今为止，还没有人为这些大规模降温找到令人信服的起因。巴甫洛夫及其同事认为，答案可能是极高浓度的云团。他说：“与其他机制所不同的是，高浓度云团的作用会很剧烈、快速和持久。”
就好像雪球状冰蚀还不够糟糕，巴甫洛夫认为，低浓度的云团也可能会给地球上的生命造成损害。快速运动的氢原子核能够充当宇宙射线。他说：“即使尘埃不能进入大气层，云团所产生的宇宙射线也可能进入，并在大气层分解臭氧。”云团所产生的宇宙射线的强度本身就能产生类似于r射线爆的效应，加速臭氧的分解。
通常情况下，地球的磁场保护它免遭宇宙射线侵害。但如果一个云团的出现与磁场的一次定期翻转的时间巧合(在此期间磁场会弱得多)，那么宇宙射线就会大量涌入。巴甫洛夫说：“磁场一般每20万年翻转一次，而与一个云团的相撞很可能会持续100万年左右。因此看来合理的是，大多数相撞都会与起码一次磁场翻转相巧合。”
一个云团加上一次磁场逆转会使臭氧含量起码降低40％——足以使大量的紫外线辐射到达地表，引起物种的大量灭绝。而遇到一个低浓度云团的概率则要高得多：我们每2．5亿年大概就会遇到8个。
那么有什么证据表明以往发生了云团撞击呢?得克萨斯州休斯敦高级太空研究中心的约翰·林赛认为，从月球上摄取的土壤样本支持了一个想法，即地球曾途经分子云。月球土壤的生成是通过大型流星体撞击月球和摧毁月球表面的岩石。然而，如果受到微型流星体和尘埃的轰击，土壤粒子会再次聚合到一起，这些土壤会重新结成块状。
林赛说：“在1971年的‘阿波罗15’登月任务期间所钻到的岩芯中，我们发现顺着地层柱状剖面向下有各种大小的土壤粒子。”虽然鉴定这些土壤的年代被证明难度很大，但科学家还是在粒子大小的分布中发现了有规律的高峰。科学家认为，这些土壤粒子以每隔2．5亿年左右一次的速度覆盖月球——与地球上的大冰河期之间的间隔差不多。
林赛说：“我们推测，这些时期与月球和地球途经银河系旋臂的时间相吻合。”这与一个事实相一 致，即云团在旋臂中比较常见，太阳途经旋臂时太阳系有可能遭受尘埃和宇宙射线的轰击。
再来看地球上，巴甫洛夫认为，尘埃的涌入可能造成了岩石中铀235含量的增加。他说：“地质学家目前正在检验这一假设。”
彗星和小行星
在超越冥王星以外的星空，即太阳系的边缘，运行着一个由冰块组成的云状天体，称为奥尔特云。奥尔特云的引力平衡经常被打乱，以致一两个冰块会变成彗星，开始朝着太阳系内部坠落，因而有可能撞击地球。
在距离地球较近的地方，围绕着太阳运行的有许多由岩石构成的小行星。如果它们的轨道与地球交叉，它们就可能会落到地球上造成严重后果。墨西哥尤卡坦半岛上具有6500万年历史的齐克苏鲁伯陨石的年代与恐龙灭绝的年代相吻合。
那么类似事件发生的可能性有多大?该陨石的发现者、加拿大卡尔加里大学的希尔德·布兰德说：“像齐克苏鲁伯规模的一次撞击是概率为1／108的事件。但要造成像6500万年前那样程度的毁灭，陨石必须撞在碳酸盐和硫酸盐上，使大量二氧化碳、二氧化硫和硫进入大气层。与此形成对照，西伯利亚100千米宽的陨石坑的证据则表明，虽然大约3500万年前发生了大撞击，但是当时并没有发生大规模的物种灭绝事件。因此，地点是关键。”
γ射线爆丛
并非地球所遇到的一切风险都是由于我们途经旋臂所致。20世纪60年代末，美国使用装备着r射线探测器的军用卫星来监视违反禁止大气层核试验条约的苏联核试验。但这些探测器并没有接收到来自地球的信号，而是不断地截获来自外层空间的短暂而剧烈的信号。
几十年后的今天，我们仍不知道是什么造成这些爆丛。但天文学家的猜测是，它们暴露出一颗特大恒星所产生的一种特殊的超新星。与普通的超新星相比，一场γ射线爆丛的亮度大约是其100倍。
由于γ射线爆丛在远达已知宇宙边缘的地方都能看到，所以天文学家们大约每天都发现一次，而在我们银河系里发生的超新星几十年才有一颗。普通的超新星在整个宇宙中要常见得多。但堪萨斯大学的布莱恩·托马斯及其同事则认为，γ射线爆丛可能会对地球上的生命构成大得多的威胁。利用一个大气层电脑模型，他们计算出，如果一个爆丛发生在距离地球6000光年以内，它就会使地球丧失35％左右的臭氧层，用3倍于紫外线β的射线损害生命。虽然爆丛只持续几秒，但其影响却在以后许多年里都会感觉到。
磁 星
磁星属于宇宙中最奇特的天体之列：一种特殊的中子星，其磁场的强度在宇宙中首屈一指。它们是不到10年前才被发现的，被认为是超新星的遗迹。它们不时地发出r射线和x射线的闪光，持续时间只有半秒左右，随后可能有一个持续几分钟的响亮的信号。磁星发光时，其仅在一秒里所传送的能量就相当于我们的太阳整整一年。
2004年12月27日，NASA天体物理学家格莱尔斯及其同事观察到一场短暂的烈焰，其亮度是以前所见到的100倍，亮光来自一颗称为SGRl806-20的磁星。这使他们开始思考一颗磁星能够对地球产生的影响。格莱尔斯说：“SGRl806-20被认为距地球3万光年以上。但如果它比较近，譬如说10光年左右，那么其r射线就会严重损害地球的臭氧层。”
1950年，荷兰天文学家奥尔特做了一个有关彗星轨道的统计研究，发现轨道半径为3万光年～10万光年的彗星数目很多。他推算那里有个大致呈球层状的彗星储库，存在上千亿颗彗星。早在1932年欧匹克就曾提出过类似看法，因而这个彗星储库称为“奥尔特云”或“奥尔特－欧匹克云”。那里的彗星绕太阳公转的周期长达几百万年。按照近年的深入研究，奥尔特云中有上万亿颗彗星。当然，这些遥远的彗星绝大多数尚不能被人直接观测到。只有在恒星的引力摄动下或彗星相互碰撞时，彗星发生很大的轨道变化，沿扁长轨道进入太阳系内部时，才成为“新”彗星被观星者发现。
超新星
银河系包含1000亿颗恒星。在任何给定时刻，都有好几万颗奄奄一息。虽然大多数恒星都悄无声息地死去，但是每隔几十年，一颗特大的恒星就会用光燃料并爆炸。
在不到1秒的时间里，恒星的内核坍塌了。由于物质被挤压到一起，所以微观世界的斥力发挥作用，将周围的物质向外推，形成一场灾难性的爆炸——产生一颗超新星。放射性同位素和自由电子向四面八方喷射，其能量转而产生x射线和γ射线。
这种高能粒子即“宇宙射线雨”可能会对人类生活的地球产生强烈效应，甚至对生命构成巨大威胁，如果爆炸发生在距离我们200光年范围内。没有人确切地知道，在银河系任何轨道上的这种邂逅可能性有多大，但我们的确晓得，每当地球经过一条旋臂时，这种情况发生的可能性就会大得多。
2003年，沙维夫和同事、来自加拿大渥太华大学的威泽尔注意到，地球气候史上的寒冷时期往往与大量宇宙射线袭击地球的时间相巧合。他们断言，这些射线可能来自附近的超新星。
为了衡量宇宙射线流动过程中的涨落，他们转而利用来自流星的证据。当一个流星体与其母体小行星相分离时，其新鲜的表面就暴露在宇宙射线之下。后者便开始分解流星体的一些原子，以形成比较轻的元素。因此，一颗流星内轻元素所占比例越大，流星就越老。流星的年龄看来集中在特定的时期。沙维夫和威泽尔认为，这是因为宇宙射线的强度有高峰期。
然后，沙维夫和威泽尔将宇宙射线水平与通过观察冰芯和树的年轮搜集到的气候记录相比较。他们说，宇宙射线活动少的时期与温暖的“温室”时期相吻合，而宇宙射线活动多的时期则同“冰窖”时期相联系。沙维夫说：“大约每隔1．5亿年，地球就进入银河系的一只旋臂。与此相应地出现一个寒冷时期，两极的冰增多，冰河期频仍。”
宇宙射线的这种方式如何能够影响气候并不完全清楚。沙维夫认为，最可能的机制涉及云量的增加。当宇宙射线撞击地球大气高层时，它们就将自己撞击的大气层原子中的电子撞掉，从而形成带电荷的粒子。沙维夫说：“这些额外的带电荷粒子能够促使云团形成，从而使更多的阳光被反射回太空。因而在地球上造成较为凉爽的气候。”
还有一些科学家说，经过旋臂时期和地球上的低温之间的相关性从统计学上讲是没有说服力的。地球每隔1．5亿年才途经一条旋臂。但沙维夫和威泽尔所考察的寒冷期间隔却为9000万年～1．9亿年。不过，假如这一分析是正确的，地球就会在几百万年内进入一个比较温暖的时期——但首先，我们可能必须忍受一个寒冷期。沙维夫解释说：“从原则上讲，我们现在所目睹的应当是比较温暖的气候，因为地球已经离开人马座—船底座旋臂。但实际上，我们还必须途经猎户座旋臂。这是邻近人马座—船底座的一条短暂的临时旅途。”他和威泽尔认为，一个短暂的冰河期仍可能出现，随后则是一个5000万年一6000万年的温室期。尔后我们将进入英仙座旋臂，恢复冰窖状态。如果其效应像沙维夫和威泽尔所想的那样显著，地球届时就可能会发生全球性的冰蚀——即“球状地球”。
巨大的分子云
对地球来说，更多危险集中隐藏在银河系的旋臂之中：由氢气构成的浓浓的云团，称为巨大分子云。科罗拉多大学的亚历克斯·巴甫洛夫认为，与这种云团的邂逅可能会导致物种的大量灭绝，甚至还有一场雪球状冰蚀，从而将整个地球覆盖在冰川下面。
巴甫洛夫及其同事利用一个大气层气候模型进行计算，得出的结论是，最浓的云团能够使地球的大气层充满尘埃，遮蔽阳光，使地球陷入混乱的冰川期。在一般情况下，通过太阳风的压力，大气层得到保护，从而使地球免遭宇宙尘埃的侵害。太阳风就是来自太阳的离子流。但巴甫洛夫估计，一个高浓度云团能够使太阳风减弱。他说：“氢气所产生的压力会克服太阳风的压力，从而使地球暴露在星际尘埃之下。”在我们的行星穿越一个云团的20万年期间，气候会迅速地陷入冰川的魔掌。
巴甫洛夫估计，每30个云团当中就有1个具有充分的浓度，使地球充斥尘埃。大约每隔10亿年，地球就可能会陷入到其中一个高浓度云团之中。地质学证据表明，在其46亿年的历史中，地球起码有两次完全冻结——大约7．5亿年前——但是迄今为止，还没有人为这些大规模降温找到令人信服的起因。巴甫洛夫及其同事认为，答案可能是极高浓度的云团。他说：“与其他机制所不同的是，高浓度云团的作用会很剧烈、快速和持久。”
就好像雪球状冰蚀还不够糟糕，巴甫洛夫认为，低浓度的云团也可能会给地球上的生命造成损害。快速运动的氢原子核能够充当宇宙射线。他说：“即使尘埃不能进入大气层，云团所产生的宇宙射线也可能进入，并在大气层分解臭氧。”云团所产生的宇宙射线的强度本身就能产生类似于r射线爆的效应，加速臭氧的分解。
通常情况下，地球的磁场保护它免遭宇宙射线侵害。但如果一个云团的出现与磁场的一次定期翻转的时间巧合(在此期间磁场会弱得多)，那么宇宙射线就会大量涌入。巴甫洛夫说：“磁场一般每20万年翻转一次，而与一个云团的相撞很可能会持续100万年左右。因此看来合理的是，大多数相撞都会与起码一次磁场翻转相巧合。”
一个云团加上一次磁场逆转会使臭氧含量起码降低40％——足以使大量的紫外线辐射到达地表，引起物种的大量灭绝。而遇到一个低浓度云团的概率则要高得多：我们每2．5亿年大概就会遇到8个。
那么有什么证据表明以往发生了云团撞击呢?得克萨斯州休斯敦高级太空研究中心的约翰·林赛认为，从月球上摄取的土壤样本支持了一个想法，即地球曾途经分子云。月球土壤的生成是通过大型流星体撞击月球和摧毁月球表面的岩石。然而，如果受到微型流星体和尘埃的轰击，土壤粒子会再次聚合到一起，这些土壤会重新结成块状。
林赛说：“在1971年的‘阿波罗15’登月任务期间所钻到的岩芯中，我们发现顺着地层柱状剖面向下有各种大小的土壤粒子。”虽然鉴定这些土壤的年代被证明难度很大，但科学家还是在粒子大小的分布中发现了有规律的高峰。科学家认为，这些土壤粒子以每隔2．5亿年左右一次的速度覆盖月球——与地球上的大冰河期之间的间隔差不多。
林赛说：“我们推测，这些时期与月球和地球途经银河系旋臂的时间相吻合。”这与一个事实相一 致，即云团在旋臂中比较常见，太阳途经旋臂时太阳系有可能遭受尘埃和宇宙射线的轰击。
再来看地球上，巴甫洛夫认为，尘埃的涌入可能造成了岩石中铀235含量的增加。他说：“地质学家目前正在检验这一假设。”
彗星和小行星
在超越冥王星以外的星空，即太阳系的边缘，运行着一个由冰块组成的云状天体，称为奥尔特云。奥尔特云的引力平衡经常被打乱，以致一两个冰块会变成彗星，开始朝着太阳系内部坠落，因而有可能撞击地球。
在距离地球较近的地方，围绕着太阳运行的有许多由岩石构成的小行星。如果它们的轨道与地球交叉，它们就可能会落到地球上造成严重后果。墨西哥尤卡坦半岛上具有6500万年历史的齐克苏鲁伯陨石的年代与恐龙灭绝的年代相吻合。
那么类似事件发生的可能性有多大?该陨石的发现者、加拿大卡尔加里大学的希尔德·布兰德说：“像齐克苏鲁伯规模的一次撞击是概率为1／108的事件。但要造成像6500万年前那样程度的毁灭，陨石必须撞在碳酸盐和硫酸盐上，使大量二氧化碳、二氧化硫和硫进入大气层。与此形成对照，西伯利亚100千米宽的陨石坑的证据则表明，虽然大约3500万年前发生了大撞击，但是当时并没有发生大规模的物种灭绝事件。因此，地点是关键。”
γ射线爆丛
并非地球所遇到的一切风险都是由于我们途经旋臂所致。20世纪60年代末，美国使用装备着r射线探测器的军用卫星来监视违反禁止大气层核试验条约的苏联核试验。但这些探测器并没有接收到来自地球的信号，而是不断地截获来自外层空间的短暂而剧烈的信号。
几十年后的今天，我们仍不知道是什么造成这些爆丛。但天文学家的猜测是，它们暴露出一颗特大恒星所产生的一种特殊的超新星。与普通的超新星相比，一场γ射线爆丛的亮度大约是其100倍。
由于γ射线爆丛在远达已知宇宙边缘的地方都能看到，所以天文学家们大约每天都发现一次，而在我们银河系里发生的超新星几十年才有一颗。普通的超新星在整个宇宙中要常见得多。但堪萨斯大学的布莱恩·托马斯及其同事则认为，γ射线爆丛可能会对地球上的生命构成大得多的威胁。利用一个大气层电脑模型，他们计算出，如果一个爆丛发生在距离地球6000光年以内，它就会使地球丧失35％左右的臭氧层，用3倍于紫外线β的射线损害生命。虽然爆丛只持续几秒，但其影响却在以后许多年里都会感觉到。
磁 星
磁星属于宇宙中最奇特的天体之列：一种特殊的中子星，其磁场的强度在宇宙中首屈一指。它们是不到10年前才被发现的，被认为是超新星的遗迹。它们不时地发出r射线和x射线的闪光，持续时间只有半秒左右，随后可能有一个持续几分钟的响亮的信号。磁星发光时，其仅在一秒里所传送的能量就相当于我们的太阳整整一年。
2004年12月27日，NASA天体物理学家格莱尔斯及其同事观察到一场短暂的烈焰，其亮度是以前所见到的100倍，亮光来自一颗称为SGRl806-20的磁星。这使他们开始思考一颗磁星能够对地球产生的影响。格莱尔斯说：“SGRl806-20被认为距地球3万光年以上。但如果它比较近，譬如说10光年左右，那么其r射线就会严重损害地球的臭氧层。”
1950年，荷兰天文学家奥尔特做了一个有关彗星轨道的统计研究，发现轨道半径为3万光年～10万光年的彗星数目很多。他推算那里有个大致呈球层状的彗星储库，存在上千亿颗彗星。早在1932年欧匹克就曾提出过类似看法，因而这个彗星储库称为“奥尔特云”或“奥尔特－欧匹克云”。那里的彗星绕太阳公转的周期长达几百万年。按照近年的深入研究，奥尔特云中有上万亿颗彗星。当然，这些遥远的彗星绝大多数尚不能被人直接观测到。只有在恒星的引力摄动下或彗星相互碰撞时，彗星发生很大的轨道变化，沿扁长轨道进入太阳系内部时，才成为“新”彗星被观星者发现。