اكتشف العلماء “ندبة” كونية في السحب بين النجوم التي خلفتها الحلاقة القريبة بين شمسنا ونجمين دخيلين

عندما تقوم بالشراء من خلال الروابط الموجودة في مقالاتنا، قد تحصل شركة Future وشركاؤها المشتركون على عمولة.

اكتشف علماء الفلك أن الشمس كان لها لقاء وثيق مع نجمين ضخمين شديدي الحرارة قبل حوالي 4.4 مليون سنة. تم هذا الاكتشاف بفضل “الندبة” التي خلفها الحدث في سحب دوامات من الغاز والغبار خارج النظام الشمسي. لا يكشف هذا البحث المزيد عن البيئة السماوية المباشرة للنظام الشمسي فحسب، بل يمكن أن يسلط الضوء أيضًا على كيف لعبت السمات المحيطة في تلك البيئة دورًا في تطور الحياة على الأرض.

ولتحقيق هذا الاكتشاف، كان على فريق علماء الفلك أن يأخذوا في الاعتبار حركة هذه “السحب البينجمية المحلية”، التي تمتد لحوالي 30 سنة ضوئية، والشمس، والنجوم الدخيلة، التي تسكن الآن على بعد 400 سنة ضوئية من الأرض في “الأرجل” الأمامية والخلفية للكوكبة. كانيس ميجور (الكلب العظيم). هذا أمر صعب لأن الشمس وحده ينطلق عبر الفضاء بسرعة 58000 ميل في الساعة (93000 كم/ساعة)، أو حوالي 75 مرة أسرع من سرعة الصوت عند مستوى سطح البحر هنا على الأرض.

“إنه نوع من أحجية الصور المقطوعة حيث تتحرك جميع القطع المختلفة،” كما يقول قائد الفريق مايكل شول من جامعة كولورادو بولدر. قال في بيان. “الشمس تتحرك. النجوم تبتعد عنا. الغيوم تبتعد.”

وبعيدًا عن السحب البينجمية المحلية وكتلها الضعيفة من ذرات الهيدروجين والهيليوم على شكل غاز وغبار، يقع النظام الشمسي داخل منطقة من مجرة ​​درب التبانة خالية نسبيًا من هذه المادة، تسمى “الفقاعة الساخنة المحلية”.

قد يكون فهم هذه المناطق مهمًا في فهم كيفية توفير الظروف اللازمة للحياة للازدهار على الأرض.

وأوضح شول: “حقيقة وجود الشمس داخل هذه المجموعة من السحب التي يمكن أن تحمينا من الإشعاع المؤين قد تكون جزءًا مهمًا مما يجعل الأرض صالحة للسكن اليوم”.

وللتحقق من هذا التأثير، شرع شول وزملاؤه في وضع نماذج للقوى التي شكلت منطقتنا في درب التبانة. وشمل ذلك النظر عن كثب إلى نجمين في الكلب الأكبر المعروفين باسم إبسيلون كانيس ماجوريس، أو أدهارا، وبيتا كانيس ماجوريس، أو ميرزام. ووجد الفريق أنه من المحتمل أن يكون هذان النجمان قد تجاوزا الشمس منذ حوالي 4.4 مليون سنة، واقتربا من نجمنا بما يصل إلى 30 سنة ضوئية. وفي حين أن هذه مسافة هائلة من الناحية الأرضية، تعادل حوالي 175 تريليون ميل (281 تريليون كيلومتر)، إلا أنها ممر قريب من الناحية الكونية وفي مجرة ​​يبلغ عرضها 105700 سنة ضوئية.

ويقول العلماء إن مثل هذا المرور القريب كان سيجعل هذه النجوم مرئية تمامًا من الأرض. وقال شول: “إذا عدت إلى الوراء 4.4 مليون سنة، فإن هذين النجمين كانا أكثر سطوعا بأربع إلى ست مرات من سيريوس اليوم، وهو ألمع النجوم في السماء”.

كل من هذه النجوم أكبر بكثير من الشمس، ويبلغ حجمها حوالي 13 مرة كتلة نجمنا. كما أنها أكثر سخونة بكثير من الشمس، حيث تصل درجات الحرارة إلى 45000 درجة فهرنهايت (25000 درجة مئوية)، مما يجعل درجة حرارة الشمس 10000 درجة فهرنهايت (5500 درجة مئوية) تبدو معتدلة نسبيًا. عندما مرت هذه النجوم الضخمة والقوية ولكن قصيرة العمر عبر الفناء الخلفي للكون، أصدرت إشعاعات فوق بنفسجية قوية تمزق الإلكترونات من الذرات الموجودة في السحب البينجمية المحلية، وهي عملية تسمى “التأين”. أدت إزالة الإلكترونات سالبة الشحنة إلى ترك ذرات الهيدروجين والهيليوم بشحنة موجبة، وهي “الندبة” التي تمكن الفريق من اكتشافها.

يحل بحث الفريق لغزًا طويل الأمد حول السحب المحلية بين النجوم، والذي ظهر عندما اكتشف علماء الفلك سابقًا أن 20% من ذرات الهيدروجين و40% من ذرات الهيليوم في كتل الغاز والغبار هذه قد تأينت، وهو مستوى عالٍ بشكل غير عادي من التأين، خاصة بالنسبة للهيليوم.

ويفترض الفريق أن هذه النجوم ساعدت في تأين هذه السحب من أربعة مصادر أخرى على الأقل للأشعة فوق البنفسجية. وتشمل هذه النجوم ثلاثة قزم أبيض، ونوع البقايا النجمية التي تبقى عندما تموت النجوم بحجم الشمس، والفقاعة الساخنة المحلية نفسها.

وذلك لأنه يُعتقد أن هذه المنطقة المنخفضة الكثافة من الغاز والغبار قد تم تطهيرها من خلال موت المستعرات الأعظم المتفجرة التي يتراوح عددها بين 10 و 20 نجمًا. قامت تلك المستعرات الأعظم بتسخين الغاز، مما تسبب في انبعاث الفقاعة الساخنة المحلية للإشعاعات المؤينة على شكل أشعة سينية وأشعة فوق بنفسجية، مما أدى إلى تحميص السحب البينجمية المحلية حول النظام الشمسي.

لن يستمر تأين هذه السحب إلى الأبد، حيث يتلاشى مع استعادة ذرات الهيدروجين والهيليوم لشحنتها الكهربائية المحايدة عن طريق التقاط الإلكترونات السائبة. وقد تستغرق هذه العملية حوالي بضعة ملايين من السنين.

يعيش إبسيلون وبيتا كانيس ماجوريس أيضًا في الوقت الضائع. في حين أن الشمس التي يبلغ عمرها 4.6 مليار سنة ستعيش حوالي 5 مليارات سنة أخرى قبل أن تنطلق كقزم أبيض، فإن النجوم الضخمة مثل هذه تحترق بوقودها من أجل الاندماج النووي بشكل أسرع بكثير. من المحتمل أن يتحول كل من إبسيلون وبيتا كانيس ماجوريس إلى مستعر أعظم في الملايين القليلة القادمة من السنين.

على الرغم من أنها بعيدة جدًا بحيث لا تشكل أي خطر على الأرض، إلا أن الموت الانفجاري لهذه النجوم يمكن أن يوفر عرضًا مذهلاً لأي أشكال حياة لا تزال موجودة على الأرض. وقال شول: “إن انفجار سوبر نوفا بهذا القدر سوف يضيء السماء”. “سيكون ساطعًا جدًا جدًا ولكنه بعيد بما يكفي بحيث لن يكون مميتًا.”

نُشر بحث الفريق في نهاية شهر نوفمبر في عام 2010 مجلة الفيزياء الفلكية.