如果这是20世纪50年代的科幻惊悚片，《末日之云》将会在夜空中显得黑暗而凶兆。每个夜晚，越来越多的星星会在其边缘熄灭。这片云将掠过木星，将其完全吞噬，然后冲向地球。正午时分将一片漆黑。等等。
芝加哥大学天文学家普莉希拉·弗里施（Priscilla Frisch）说：“我不喜欢末日论、杀手云之类的东西，这些我都觉得不喜欢。”她几十年来一直在研究恒星之间稀薄的物质。不，没有任何东西会遮蔽太阳。但是，最近的观测和数值模拟表明，最终（也许在几千年后），太阳系将撞入一片比我们现在穿越的空间密度高一千倍的气体和尘埃云。这片稠密的云将缩小太阳的影响范围，直到大多数外行星裸露在星际空间中。尘埃和气体将渗透到地球轨道，并可能开始侵蚀我们高层大气中的氧气。现在被大大压缩的太阳风，将不再能充分保护我们免受高速电子和离子撕裂空间的影响。这些宇宙射线将直接穿透大气层，对脆弱的生命分子造成损害。
它不是什么《百万美元电影》的素材，但它确实是一片糟糕的云。
对于杞人忧天者来说，彗星和小行星是近年来最常被提及的担忧。毕竟，小行星被认为是恐龙灭绝的原因，而另一次撞击的统计威胁已导致一些科学家提议设立一个500亿美元的小行星防御计划。银河系灾害几乎肯定不会在我们有生之年发生，但如果发生一次，那将使一颗流浪小行星看起来像小孩子的把戏。一个巨大的星际云将使整个太阳系混乱数十年。直到最近，对这类事件的担忧还仅仅停留在猜测层面。然而，在过去的几年里，天文学家已经发现了与天空中实际物体相关的真实危险。例如，根据最新的计算，太阳很快将迎来一位恒星邻居——这次造访可能会导致大量彗星冲向地球。（别惊慌。天文学家对时间的理解与我们其他人大相径庭。当他们说“很快”时，他们指的是数万年之后。）而一片可能带来灾难的星际气体云的边缘距离我们不到4光年。当然，它可能需要1万个非光年才能到达这里，但在宇宙尺度上，这仅仅是一瞬间。
来自上空的危险和死亡是人类最古老的恐惧之一。古人认为，恒星和行星的位置解释了一切，从国王的命运到尼罗河的泛滥。彗星尤其因其是厄运的预兆而臭名昭著。随着天文学家对天体了解的增多，超自然影响的幽灵自然开始消退。然而，通过大型望远镜详细观察宇宙，揭示了一个全新的、受科学启发的担忧层面。毕竟，如果太阳每2.5亿年绕银河系一周，那么随着时间的推移，我们的周围环境很可能会发生剧烈变化。我们可能不是安逸地待在我们平静的小郊区，而是挣扎着穿过银河系旋臂的炎热和尘埃，一个恒星建造区域。或者在一颗巨星爆炸成炽热火球时，我们恰好离得太近。或者撞上一个黑洞。想想都可怕，但可能性不大：我们离即将超新星爆发的恒星不近，而且离最近的黑洞还有很长的距离。只是直到现在，还没有人意识到任何潜在的危险。
理解我们银河系邻域的最大障碍之一始终是我们从未有过准确的地图。天文学家甚至不清楚一些最近的恒星确切位置，更不用说所有那些微小、难以看见的物质碎片了。三个定位维度中的两个很容易：天文学家很容易确定散布在天空中的恒星的经纬度。问题在于计算我们与恒星之间的距离。一个简单的光点可能是一颗黯淡的近距离恒星，也可能是一颗数千光年外的明亮恒星。没有办法伸出手去实际测量这第三个维度。
因此，天文学家不得不诉诸一种称为天体测量学的双目视觉形式。照片每隔六个月拍摄一次，在此期间，由于恒星相对于太阳的运动和地球的公转，视角会发生变化。每张照片都像我们一只眼睛的图像；通过辛苦测量一颗恒星从一月到七月位置的微小变化，天文学家可以计算出它的距离。这项工作的精度非凡：30光年和40光年外的恒星运动差异仅为8百万分之一度，或者从中心场看台上看捕手睫毛上螨虫的宽度。天体测量是苦差事。此外，大气畸变产生如此多的误差，以至于除了最近的少数恒星外，到银河系中其他物体的距离都只是有根据的猜测。
这就是为什么欧洲国家联盟在1989年发射了“依巴谷”卫星的原因。依巴谷在远离大气层的高空工作，拍摄了数百万颗恒星的无数照片，追踪它们在四年内如何在天空中来回摆动。然后，擅长繁琐工作的计算机计算出距离，其精度比以往任何时候都高出近千倍。最终，天文学家能够将他们所能看到的大多数恒星置于其三维位置。
但在地球绕太阳公转引起的来回运动之外，依巴谷卫星还捕捉到另一种运动，即由恒星自身引起的运动。太阳，以及银河系中的所有其他恒星，都围绕银河系核心运行，而且没有两颗恒星的轨道完全相同。每年太阳在太空中穿行50亿英里，而所有其他恒星的移动或多或少，方向也略有不同，所以比较相隔几十年拍摄的天空照片，就像一次只看一帧的暴风雪电影。
在筛选所有这些“依巴谷”数据时，喷气推进实验室的天文学家鲍勃·普雷斯顿和乔安·加西亚-桑切斯意识到，也许最有趣的近距离恒星是那些每年几乎不动弹的恒星。虽然大多数近距离恒星在天空中向左、向右或向上、向下漂移，但普雷斯顿和加西亚-桑切斯发现了约1200颗似乎静止不动的恒星。就像高速公路上驶来的车灯一样，这些恒星正朝着我们直奔而来。
或者，就像尾灯一样，它们正在远离我们。关键在于确定它们的运动方向，这需要测量恒星发出的光线光谱中的多普勒频移。就像弹簧的线圈可以被拉伸或压缩一样，当恒星远离我们时，光波波长会略微拉伸，而当它向我们移动时，光波波长会压缩。在星光光谱中寻找这种微小的拉伸是一项艰巨的工作——甚至比天体测量学更无趣——因此，在普雷斯顿和加西亚-桑切斯发现的1200颗看似不动的恒星中，只有472颗的完整运动轨迹得到了计算。
他们将这些运动和太阳每秒155英里的轨迹向回推算约1000万年，发现没有恒星接近到3光年以内，这是一个舒适的距离，也恰好与我们的经验相符。普雷斯顿说，我们附近邻近恒星的平均间隔是7光年，而我们最近的邻居半人马座比邻星距离我们4.3光年。受此成功的鼓舞，普雷斯顿和加西亚-桑切斯将太阳和恒星的路径从当前位置推算到未来1000万年。
巴纳德星，目前距离约6光年，普雷斯顿说，在1万年内会相对靠近，比现在比邻星和半人马座阿尔法星更近。但这些恒星也在朝我们飞来。大约2万5千年后，比邻星和半人马座阿尔法星将进入约3光年的范围内。
在那个距离，半人马座阿尔法星将比今天亮近两倍，但这就是它最有趣的地方了。普雷斯顿在寻找一些更具戏剧性的东西。他说：“所有这一切的真正推动力是奥尔特云——这个被认为环绕我们太阳系的巨大彗星库——延伸到1.5光年之外。”“有人推测，其他恒星的近距离接触可能会扰乱这个云，并将大量彗星抛入内太阳系，可能导致与内行星的碰撞以及可能的生物学后果。”翻译过来就是：我们就会完蛋。这才是真正促使我们去研究这个问题的原因。
在20世纪80年代，科学家们为了寻找化石记录中似乎周期性重复的大规模灭绝事件的天文解释，虚构出了“涅墨西斯”星，一颗黯淡的伴星，它每3200万年就会掠过太阳，扰乱奥尔特云，给地球带来死亡。没有人发现这颗恒星的任何证据，但如果普雷斯顿的数据中存在一个“自由游荡”的涅墨西斯星，它将是一颗名为Gliese 710的恒星。目前，它是一颗距离63光年的小型暗红星，但它正朝着我们飞速前进，以至于在仅仅一百万年内，它将距离太阳仅四分之三光年——大约是冥王星距离的一千倍。当然，这个预测是基于一些相当粗略的估计，而且它可能会被证明是错误的。但即使Gliese 710没有撞到我们，也很可能有一些其他恒星正朝着我们飞来。即使是一颗掠过恒星与奥尔特云的擦肩而过，也可能足以产生足够的引力牵引，将一些彗星重新导向内太阳系；根据目前的估计，Gliese 710将直接穿过这个云。
普雷斯顿赶紧补充说，这次近距离飞掠可能不会造成太大干扰。一颗缓慢移动、长时间徘徊在奥尔特云附近的恒星会有足够时间将大量彗星引向我们。相比之下，Gliese 710将快速掠过，因此扰动的彗星较少。但别放松警惕：普雷斯顿和加西亚-桑切斯发现的1200颗恒星中，超过一半未能计算出完整的运动轨迹。另一次更近、更具破坏性的飞掠可能正在等待被发现。
除了流氓恒星，银河系附近还有许多我们几乎看不见的物体，它们对我们的健康同样有害。褐矮星，那些太小而无法维持核聚变燃烧的恒星，会随着时间的推移而冷却，变得难以探测。虽然褐矮星的质量更接近木星而不是太阳，但如果它真的穿过奥尔特云，仍然可能向我们发送大量彗星。没有人知道附近空间有多少褐矮星，如果有的话，因此试图评估它们带来的危险是徒劳的。
然后是恒星之间的物质。我们倾向于认为星际空间是完全空旷的，这有充分的理由。地球上一立方英寸的液态水含有10万亿万亿个分子；在环绕太阳系的星际介质中，需要搜索一立方英寸才能找到一两个原子。或者换个角度看，要达到星际空间的空旷程度，那杯装满水的酒杯必须膨胀到填满边长2500英里的体积。
星际介质主要由氢和氦组成，散布着较重的原子、少量分子和一些尘埃——总的来说，是相当良性的物质。即使有有害物质漂浮过来，我们也能得到太阳风的充分保护。太阳风是一种向外流动的带电粒子流，从太阳延伸数十亿英里，形成所谓的日球层。由于太阳风带电，它携带着磁场，可以抵御大部分星际介质，包括宇宙射线，即以高速穿越空间的带电粒子。
先驱者号和尤利西斯号等外太阳系探测器已经采集到设法渗入日球层的星际介质痕迹，但我们对介质的大部分了解来自观察它阻挡光线的方式。星际空间中的原子会吸收某些频率的星光；通过找出特定恒星缺少哪些光，天文学家可以计算出我们与该恒星之间有多少气体。这个数字被称为柱密度，它不会告诉你这些气体是如何分布的——是稀疏地散布在10光年范围内，还是聚集在一个紧密的结中？因此，天文学家会测量我们与另一颗恒星以及再另一颗恒星之间的气体柱密度。他们还会仔细研究气体吸收光的精确频率，寻找波长变化的迹象，这将是气体正在向我们移动或远离我们的线索。通过测量我们与同一方向上许多恒星之间的气体柱密度，并通过寻找吸收光谱中明显的位移或分裂，天文学家可以推断出气体和尘埃云的位置、厚度以及运动方向。
在过去的十年里，随着天文学家可以使用更好的光谱仪，包括哈勃太空望远镜上的光谱仪，他们建立了一张我们所在区域的粗略三维地图。芝加哥大学的天文学家普莉希拉·弗里施（Priscilla Frisch）对星际介质进行了足够多的观测，从而发现太阳系似乎正在掠过一片巨大的气体云的表面。在我们身后，朝着小犬座的南河三方向，几乎空无一物。弗里施说，在过去的五百万年里，我们大部分时间都在航行于即使对于稀薄的星际介质来说也算得上是空旷的空间中。在我们前方，朝着天鹰座特别明亮的恒星牛郎星方向，空间充满了弗里施称之为“局部蓬松物”（Local Fluff）的轻质气体和尘埃带。一个距离约500光年的新形成恒星团正在推动这些蓬松物，使其垂直于我们的运动方向冲刷着日球层，就像海浪拍打着沿着海滩奔跑的人的腿一样。
当弗里施和她的同事们不仅观察太阳前方的柱密度，而且略微上风方向的柱密度时，他们发现星际介质正在变得越来越稠密。事实上，附近的一片云距离我们不到一万亿英里——大约是到冥王星距离的250倍。即使这片云比较稀薄，它仍然可能包含相对稠密且具有潜在破坏性的气体缕。弗里施说：“冷星际介质的15%存在于极其稠密和极其微小的结构中。”这些气体结可能和我们的太阳系一样小，密度是局部蓬松物的10万倍。“你可以把一两个这样的结构埋在一个局部云团复合体中，”弗里施说。
以目前的速度，我们预计很快就会与这片云相撞——也就是说，大约在2500年之后。当然，在我们与这片大云之间，可能隐藏着一些小型、密集的尘埃，那样的话，碰撞会来得更早，也许就在几十年之内。虽然这不太可能发生，但没有人能真正确定。
特拉华大学天文学家加里·赞克（Gary Zank）说：“我们可能直到撞上这样的致密云才会发现它。”赞克开发了第一个模型，该模型结合了最近关于星际介质的发现，预测了当太阳系遭遇一片巨大的恶劣星云时会发生什么。目前，日球层正在穿过局部蓬松物的边缘，托起一层致密的气体，天文学家称之为氢墙。本质上，部分气体和尘埃不像水流过石头那样环绕恒星流动，而是像巨大的雪堆一样堆积在恒星风中。赞克的模型显示，如果我们撞入一片密度仅比局部蓬松物高100倍的云团，日球层的前沿就会开始形成一道巨大无比的墙，重到太阳风无法抵挡。赞克说：“这种效应非常迅速。如果你撞入一片界限分明的星际云，太阳风会迅速收缩。十年之内，现在被认为距离冥王星四到五倍远的氢墙，就会挤入土星和天王星的轨道之间。”
虽然太阳风应该仍然能够阻止大部分星际气体和尘埃到达地球，但根据赞克的说法，至少有一部分会到达大气层。对地球气候的影响将是灾难性的。如果云层足够致密，氢原子可能会流入大气层并与氧气发生反应，从而耗尽大气层。弗里施说：“文献中有很多论文援引了各种机制，这些机制都源于‘杀手云’情景，包括星际物质通过大气层降水以及中层大气中冰粒的形成。”“但没有人知道到底会发生什么。我唯一能肯定地说的是，如果你开始改变地球周围的行星际环境，那么大气层肯定会发生变化。”
这片云还会通过压缩日球层，直到其边界位于木星轨道之外，从而使我们更容易受到宇宙射线的影响。日球层磁场的波纹通过减缓和重新定向射入的射线来保护我们，就像一个装满枕头的仓库能够阻挡除最强力子弹之外的所有子弹一样。赞克说：“如果你移走几间装满枕头的房间，就会有更多的子弹穿透。”而且会有更多的子弹：宇宙射线会在稠密气体云和日球层的边界之间来回弹射，直到它们获得足够的能量逃逸。至少其中一些会冲向我们。我们剩下的唯一防线将是地球微弱的磁场。赞克说，总的来说，撞击我们大气的宇宙射线数量将飙升。
宇宙辐射的急剧增加至少可以说是令人担忧的。宇宙射线会破坏卫星的内部电子设备，并威胁宇航员的健康。当宇宙射线撞击高层大气中的原子时，它们会释放出伽马射线、X射线或亚原子粒子。目前，由宇宙射线引起的辐射是自然辐射暴露的最大来源之一。尚不清楚其翻倍或三倍会产生何种生物学影响。
末日云是否能幸存下来？很难说。地球可能在遥远的过去某个时候已经穿过这样的云。如果它发生在过去10万年里，有一天可能会从极地冰盖深处提取出它的影响痕迹（但别抱太大希望）。弗里施并不乐观。她认为地球上智慧生命的存在可能部分归因于我们太阳系在过去几百万年中所经历的“晴朗航行”。她建议，在宇宙中寻找智慧生命的最佳地点，可能是在那些拥有类似“轻松天气”的恒星周围的行星上。
然而，银河系的天气预报并不乐观。几乎天空的每一个角落都充满了悲惨的故事。有超新星、黑洞和碰撞的中子星。古老的恒星正在走向白矮星的过程中自我瓦解——天文学家自信地预测，在50亿年后，太阳也将成为一颗古老的恒星。如果我们的后代能够逃脱那场灾难，他们将看到另一场更糟糕的灾难迫在眉睫：仙女座星系，它可能在约60亿年后撞上银河系，其影响无人知晓。那是一个残酷的宇宙。
