داخل مجرة درب التبانة ، هناك تقدير من 200 إلى 400 مليار نجم ، وكلها تدور حول مركز مجرتنا في رقصة كونية منسقة. أثناء دورانها ، تتحرك النجوم في قرص المجرة (حيث تقع شمسنا) بشكل دوري وتقترب من بعضها البعض. في بعض الأحيان ، يمكن أن يكون لهذا تأثير كبير على النجم الذي يواجه مواجهة قريبة ، ويعطل أنظمته ويؤدي إلى طرد الكواكب.
إن معرفة متى ستقابل النجوم عن كثب نظامنا الشمسي ، وكيف يمكن أن تهز الأجسام الموجودة داخله ، هو بالتالي مصدر قلق لعلماء الفلك. باستخدام البيانات التي تم جمعها بواسطة مرصد جايا اثنين من الباحثين مع الأكاديمية الروسية للعلوم قرر (RAS) أن حفنة من النجوم ستقوم بتمرير قريب من نظامنا الشمسي في المستقبل ، أحدها سيبتعد كثيرًا!
أجرى الدراسة فاديم ف. بوبيليف وأنيسا ت. باجكوفا ، وهما باحثان من مختبر Galaxy Dynamics التابع لمرصد بولكوفو في سان بطرسبرج ، روسيا. كما أوضحوا ، فقد اعتمدوا على البيانات الفلكية من مهمة جايا الإصدار المبكر للبيانات 3 (EDR3) ، والذي كشف عن الخصائص الحركية للنجوم التي من المتوقع أن تمر في غضون 3.26 سنة ضوئية (1 فرسخ فلكي) مع النظام الشمسي في المستقبل.
Gaia رسم خرائط نجوم درب التبانة. الائتمان: ESA / ATG medialab ؛ الخلفية: ESO / S. برونير
لتبدأ الأمور ببساطة: يتكون نظامنا الشمسي من ثمانية كواكب محددة والعديد من الكواكب الصغيرة (المعروفة أيضًا باسم قزم) التي تدور حول تسلسلنا الرئيسي للشمس القزمة الصفراء من النوع G ، والتي تحيط بها حلقة خارجية من الأجسام الجليدية المعروفة باسم حزام كايبر. . أبعد من ذلك ، على مسافة 1.63 سنة ضوئية من الشمس (0.5 فرسخ فلكي) ، توجد سحابة ضخمة من الحطام الجليدي المعروفة باسم سحابة أورت ، حيث نشأت المذنبات طويلة الأمد.
هذه المذنبات هي بشكل عام نتيجة لأجسام تقوم برحلات طيران قريبة مع النظام الشمسي وتطيح بها ، لدرجة أنها تطير بشكل دوري عبر النظام الشمسي وحول الشمس قبل العودة للخارج. تُقدَّر الحافة الخارجية لسحابة أورت بحوالي 0.5 فرسخ فلكي (1.6 سنة ضوئية) من شمسنا ، مما يجعلها تستجيب بشكل خاص للاضطرابات من عدد من المصادر. كما قال الدكتور بوبيليف لـ Universe Today عبر البريد الإلكتروني:
'تتضمن هذه الاضطرابات ، أولاً وقبل كل شيء ، تأثير جاذبية المجرة - ما يسمى بالمد المجري ، وثانيًا ، تأثير السحب الجزيئية العملاقة - عندما يطير النظام الشمسي على مسافة قريبة بما فيه الكفاية ، وثالثًا - تأثير الاقتراب من حقول النجوم المنفردة.
'اقتراب النظام الشمسي من وجود نجوم مفردة في الحقل هو حدث نادر جدًا. علاوة على ذلك ، يعتمد التأثير (وفقًا لقانون الجذب لنيوتن) على كل من كتلة النجم العابر وعلى المسافة التي يحدث فيها هذا النهج. '
بالنسبة لعلماء الفلك ، بدأت عملية البحث عن النجوم التي ربما كانت قد طارت بواسطة نظامنا الشمسي في الماضي (والتي قد تمر بنا في المستقبل) في الستينيات. تحسن البحث مع توفر أدوات أكثر تطوراً ، مما أدى إلى كتالوجات أكثر تفصيلاً عن الأجرام السماوية القريبة. قال بوبيليف ، من أجل معرفة النجوم التي ستلتقي عن كثب ، عليك أن تعرف بعدها وسرعاتها الثلاث.
يتكون من خاصيتين للحركة المناسبة - الصعود الأيمن ، والانحدار - والسرعة الشعاعية. بمجرد حصولك على كل ذلك ، يمكنك إجراء القياس الفلكي ، وهو القياس الدقيق لمواقف وحركات النجوم والأجرام السماوية الأخرى. لهذا الغرض بالذات قامت وكالة الفضاء الأوروبية هيباركوسالأقمار الصناعية (1989-1993) و مرصد جايا (2013 إلى الوقت الحاضر) تم إنشاؤها.
بفضل البيانات الدقيقة التي قدموها ، والكتالوجات المحدثة لملايين النجوم والأجرام السماوية الأخرى ، يستطيع علماء الفلك تحديد أي منها من المحتمل أن يصادف عن كثب في المستقبل. من أجل دراستهم ، اعتمد Bobylev و Bajkova على الطرق الثلاث التالية:
تتمثل الأساليب في بناء مدارات مجرية للنجوم والشمس المدروسة. بعد ذلك ، لكل نجم ، يتم تحديد معلمتين رئيسيتين للنهج - الحد الأدنى للمسافة بين مدار النظام الشمسي والنجم ولحظة الاقتراب. يحدث التكامل في فترة +/- 5 Myr.
'لذلك ، في عملنا ، استخدمنا ، أولاً ، أبسط طريقة خطية ، وثانيًا ، تكامل الحركة في الجهد المحوري المتماثل للمجرة ، وثالثًا ، في الجهد غير المحوري للمجرة ، حيث تأثير الهيكل اللولبي على تم أخذ حركة الأشياء في الاعتبار '.
أول خريطة سماء في Gaia. الائتمان: ESA / Gaia / DPAC. شكر وتقدير: A. Moitinho & M. Barros (CENTRA - University of Lisbon) ، نيابة عن DPAC.
في النهاية ، أسفرت جميع الطرق الثلاثة عن نتائج مماثلة: نجمة واحدة ، تم تعيينها 4270814637616488064 في قاعدة بيانات Gaia EDR3 ، ستجعل مواجهة قريبة بشكل خاص بعد ما يزيد قليلاً عن مليون سنة من الآن. المعروف باسم جليس 710 (HIP 89825) ، هذا النجم القزم البرتقالي المتغير من النوع K يبلغ حوالي 60٪ من كتلة شمسنا ويقع على بعد 62 سنة ضوئية من الأرض في كوكبة Serpens.
قال بوبيليف: 'ما يلفت النظر فيه أنه مرشح لنهج قريب جدًا من النظام الشمسي في المستقبل'. 'تم تحديد هذا المرشح لأول مرة بواسطة Garcia-Sanchez et al.، Astron. ج. 117 ، 1042 (1999) في تحليل النجوم من كتالوج Hipparcos (1997). '
على وجه التحديد ، أظهرت عمليات المحاكاة التي أجراها كل من Bobylev و Bajkova أن Gliese 710 سيحلق قريبًا خلال 1.32 مليون سنة من الآن وسيمر في غضون 0.02 فرسخ فلكي (فقط خجولة لمدة 24 يومًا ضوئيًا) من شمسنا. فيما يتعلق بما يمكن أن يستتبعه هذا لنظامنا الشمسي (وأي شيء يعيش هنا بحلول ذلك الوقت) ، أوضح بوبيليف أنه قد تم بالفعل إجراء بحث كبير حول ذلك ، ولم تكن المؤشرات مخيفة:
'تم إجراء محاكاة مثيرة جدًا للتحليق القريب للنجم Gliese 710 بعد النظام الشمسي بواسطة Berski، F. and Dybczynski، P.، A&A، v.595، L10، 2016. لقد أظهروا أنه بعد هذا النهج ، سيحدث دش مذنب من الحدود الخارجية لسحابة أورت باتجاه المنطقة الداخلية للنظام الشمسي. صحيح أن التدفق صغير - حوالي عشرة مذنبات في السنة ، وسيظهر بعد تأخر مليون سنة بعد تحليق النجم '.
يُظهر هذا العمل الفني كوكبًا صخريًا تقصفه المذنبات. الائتمان: NASA / JPL-Caltech
لذلك ، بافتراض أن البشر (أو ذريتهم الجينية) لا يزالون يعيشون في النظام الشمسي بعد 2.32 مليون سنة من الآن ، فسيتم معاملتهم ببعض نشاط المذنب الإضافي. قد يشكل هذا بعض المخاطر ، اعتمادًا على مسارات هذه المذنبات ومدى البنية التحتية البشرية في الفضاء. أو قد يعني فقط المزيد من الفرص لعلم الفلك في الفناء الخلفي ، أو أيًا كان ما يعادله في المستقبل!
على أي حال ، من الجيد دائمًا معرفة متى ستحدث التغييرات ومدى خطورتها. هذه هي أهمية هذا البحث ، من حيث أنه يزيل الكثير من عدم اليقين المحيط بالمواجهات النجمية القريبة والتأثير الذي يمكن أن تحدثه. قال بوبيليف:
تكمن الأهمية الرئيسية لعملنا في أننا نعلم يقينًا أنه ، في كل من الماضي والمستقبل ، قد تكون هناك مواجهات قريبة بين النجوم مع النظام الشمسي. يمكن أن يكون هناك كل أنواع المفاجآت في شكل ظهور المذنبات والكويكبات بالقرب من الأرض.
لقد شهد نظامنا الشمسي أكثر من القليل في الماضي ، وقد لعبت هذه دورًا مهمًا في تطورها. من الممكن تمامًا أن تكون الحياة كما نعرفها مدينًا بوجودها لقرب المواجهات ، لذا من الأفضل تتبع أي أحداث مستقبلية!
قراءة متعمقة: arXiv
