حدد العلماء الآثار المحتملة لاصطدام نجم نيوتروني بالقرب من الأرض، ووجدوا أن ما يسمى بالكيلونوفات يمكن أن تكون قتلة حقيقية من شأنها أن تقضي على البشرية. ولكن لا تقلق، يجب أن يكون الاصطدام حقًا على وشك أن يعيثوا فسادا في عالمنا. ومع ذلك، إليك ما قد ينخفض على الأرجح.
“لقد وجدنا أنه إذا حدث اندماج نجم نيوتروني خلال حوالي 36 عامًا سنة ضوئية ل أرضوقال هايلي بيركنز، قائد الفريق والعالم في جامعة إلينوي أوربانا شامبين، لموقع Space.com: “إن الإشعاع الناتج يمكن أن يسبب حدثًا على مستوى الانقراض”.
تسمى اشتباكات النجوم النيوترونية التي تنتج رشقات ضوئية كيلونوفا، تعتبر من أعنف وأقوى الأحداث في الكون المعروف. ربما لا يكون هذا مفاجئًا، نظرًا لأن النجوم النيوترونية هي بقايا منهارة لنجوم ميتة، وهي مصنوعة من مادة كثيفة للغاية، حيث أن ملعقة صغيرة من مادة واحدة يتم إحضارها إلى الأرض تزن حوالي 10 ملايين طن. وهذا يعادل 350 تمثالًا للحرية في ملعقة.
لا تؤدي اندماجات النجوم الميتة هذه إلى إنشاء انفجارات من أشعة جاما ووابل من الجسيمات المشحونة التي تتحرك بسرعات قريبة من الضوء فحسب، والمعروفة باسم الأشعة الكونيةولكنها تولد أيضًا البيئات الوحيدة التي نعرف أنها مضطربة بدرجة كافية لتكوين عناصر أثقل من الرصاص، مثل الذهب والبلاتين. لا يمكن حتى إنشاء هذه العناصر عند درجات الحرارة والضغوط العالية للغاية الموجودة في القلوب الضخمة النجوم.
إضافي، النجم النيوتروني عمليات الدمج تحدد النسيج نفسه فضاء “رنين” بتموجات تسمى موجات الجاذبية، والتي يمكن اكتشافها هنا على الأرض – حتى بعد السفر عبر مليارات السنين الضوئية.
وقال بيركنز: “يمكن للنجوم النيوترونية أن تتواجد في أنظمة ثنائية، وعندما تندمج، فإنها تنتج حدثًا نادرًا ولكنه مذهل”.
متعلق ب: ماذا يحدث عندما تصطدم النجوم النيوترونية؟ قد يعرف علماء الفلك أخيرا
استند بحث الفريق إلى ملاحظات اندماج النجوم النيوترونية خلف إشارة موجة الجاذبية GW 170817، التي التقطها مرصد موجات الجاذبية بالليزر (LIGO) في عام 2017، وانفجار أشعة جاما GRB 170817A.
يحدث هذا على بعد حوالي 130 مليون سنة ضوئية، وهو اندماج النجم النيوتروني الوحيد الذي شوهد حتى الآن في الإشعاع الكهرومغناطيسي وسمع في موجات الجاذبية، مما يجعله خيارًا طبيعيًا للتحقيق في هذه الأحداث القوية.
نوفا قاتلة؟
يمكن القول إن أشعة جاما الناتجة عن اندماج النجوم النيوترونية هي الجانب الأكثر تهديدًا لهذه الأحداث. وذلك لأن هذا النوع من الإشعاع يحمل طاقة كافية لتجريد الذرات من الإلكترونات، وهي عملية تسمى التأين. ويمكن لهذه الانفجارات الإشعاعية المؤينة أن تدمر بسهولة طبقة الأوزون للأرض، مما يؤدي إلى تلقي كوكبنا جرعات مميتة من الأشعة فوق البنفسجية من الشمس.
حددت بيركنز وزملاؤها أن أشعة جاما القادمة من اندماج النجوم النيوترونية – في نفثتين ضيقتين من جانبي الاندماج – من شأنها أن تحرق إلى حد كبير أي كائن حي يقع مباشرة في طريقها لمسافة حوالي 297 سنة ضوئية. ولكن لحسن الحظ، فإن هذا التأثير له نطاق ضيق للغاية. وبعبارة أخرى، فإن الأمر يتطلب بالفعل “ضربة مباشرة” من طائرة لإحداث مثل هذه التأثيرات الدرامية. ولكن هناك قضية أخرى.
هذه التدفقات محاطة بأشعة غاما بشكل عام، والتي من شأنها أن تؤثر أيضًا على طبقة الأوزون للأرض إذا كان كوكبنا في مسارها الأوسع – على بعد حوالي 13 سنة ضوئية منها. . سيستغرق الضرر الذي تسببه شرنقة أشعة جاما “خارج المحور” أيضًا 4 سنوات للتعافي منه. وبشكل عام، فإن ضربة شرنقة أشعة جاما ستترك سطح الأرض معرضًا للأشعة فوق البنفسجية الضارة لمدة نصف عقد تقريبًا.
على الرغم من أن تأثيرات أشعة جاما الناتجة عن اندماج النجوم النيوترونية قصيرة العمر نسبيًا، إلا أن هناك أيضًا شكل آخر من الإشعاع المؤين الذي تنتجه هذه الانبعاثات، وهو أقل نشاطًا ولكنه أطول أمدًا.
عندما تصطدم نفاثات أشعة جاما بالغاز والغبار حول النجوم، والذي يسمى الوسط البينجمي، يؤدي ذلك إلى إنشاء انبعاثات قوية من الأشعة السينية تسمى شفق الأشعة السينية. يقول الفريق إن انبعاث الأشعة السينية هذا يعيش لفترة أطول من انبعاثات أشعة جاما ويمكنه أيضًا تأين طبقة الأوزون. ولذلك يمكن القول أن هذا أكثر فتكاً. يجب أن تكون الأرض قريبة جدًا من هذا الشفق قبل أن نقلق بشأن مصيرنا، على مسافة 16.3 سنة ضوئية على وجه الدقة.
ولم نصل إلى الجزء الأسوأ بعد.
التأثير الأكثر تهديدًا لاصطدام النجم النيوتروني الذي اكتشفه الفريق يأتي من تلك الجسيمات المشحونة عالية الطاقة، أو الأشعة الكونية، التي انتشرت بعيدًا عن مركز الحدث على شكل فقاعة متوسعة. وإذا ضربت هذه الأشعة الكونية الأرض، فإنها ستؤدي إلى تجريد طبقة الأوزون وترك الكوكب عرضة للتعرض للأشعة فوق البنفسجية لفترة من الزمن. آلاف السنين.
وهذا من شأنه أن يعتبر حدثًا على مستوى الانقراض، ويمكن أن تتأثر الأرض حتى لو كان كوكبنا على بعد حوالي 36 سنة ضوئية.
وتابع بيركنز: “إن المسافة المحددة للسلامة والمكونات الأكثر خطورة غير مؤكدة لأن العديد من التأثيرات تعتمد على خصائص مثل زاوية رؤية الحدث، وطاقة الانفجار، وكتلة المواد المقذوفة، والمزيد”. “مع مجموعة المعلمات التي نختارها، يبدو أن الأشعة الكونية ستكون الأكثر تهديدا.”
مرة أخرى، لا داعي للذعر بعد!
قبل أن نتأسف على أن النهاية قد اقتربت، يجدر بنا أن نزن الصورة المروعة التي رسمها تأثير اندماجات النجوم النيوترونية مقابل بعض العوامل الأخرى المحيطة بهذه الأحداث.
وأكد بيركنز أن “اندماجات النجوم النيوترونية نادرة للغاية ولكنها قوية جدًا، وهذا، إلى جانب النطاق الصغير نسبيًا للقدرة على القتل، يعني أن الانقراض الناجم عن اندماج نجمين نيوترونيين ثنائي لا ينبغي أن يكون مصدر قلق للناس على الأرض”.
للحصول على صورة لهذه الندرة، عبر 100 مليار نجم في درب التبانة، لم يجد العلماء حتى الآن سوى نظام سلف كيلونوفا واحد محتمل، CPD-29 2176، والذي يقع على بعد حوالي 11400 سنة ضوئية من الأرض.
وتابع بيركنز: “هناك العديد من الأحداث الأخرى الشائعة مثل التوهجات الشمسية وتأثيرات الكويكبات وانفجارات المستعرات الأعظم التي لديها فرصة أكبر للتسبب في ضرر”.
وأضافت أن بعض هذه الأحداث الأخرى ارتبطت بالفعل بأحداث الانقراض الجماعي على الأرض، وأبرز مثال على ذلك هو تأثير كويكب ضخم قضى على الديناصورات غير الطائرة وثلاثة أرباع الحياة على الأرض حولها. قبل 66 مليون سنة في حدث انقراض العصر الطباشيري والثالث.
حيث يكون لهذا البحث دلالات مهمة في البحث عن الحياة في مكان آخر في الكون، لأنه بالتأكيد يعطينا فكرة عن الأنظمة التي من غير المرجح أن تتمتع بالظروف اللازمة لدعم الحياة. (الحياة كما نعرفها، على الأقل).
“إن استنتاجهم بأن الكيلونوفا يمكن أن يكون لها فتك مماثل للمستعرات الأعظم، ولكنها أقل شيوعًا، يتطابق مع ما أعتقد أنه من المرجح أن يكون هذا هو الحال،” داراش واتسون، عالم مركز الفجر الكوني بمعهد نيلز بور، والذي يدرس أيضًا الكيلونوفا ولم يكن كذلك. المشاركة في هذا البحث، قال لموقع Space.com. “لذلك، بشكل عام، من المرجح أن يشكل هذا تهديدًا أكبر للكواكب في المجرات القديمة حيث انتهى تكوين النجوم، وليس كثيرًا في درب التبانة”.
أما بالنسبة للفريق الذي يقف وراء هذا البحث، فقد أوضح بيركنز أن الخطوة التالية هي مراقبة المزيد من أحداث تصادم النجوم النيوترونية.
واختتمت قائلة: “في الوقت الحالي، لدينا فقط اكتشاف مؤكد واحد للكيلونوفا من اندماج نجمين نيوترونيين، لذا فإن أي عمليات رصد أخرى ستقيد المجهول”.
يتم نشر بحث الفريق في مستودع الورق المفتوح الوصول arXiv.