نحن هنا في Universe Today نود أن نعرب عن دعمنا لـ Black Lives Matter وعدد لا يحصى من الأشخاص الذين يسيرون ويتظاهرون حاليًا في جميع أنحاء كندا والولايات المتحدة. لدعم Moiya والعلماء السود الآخرين ومقدمي الاتصالات في العلوم والتكنولوجيا والهندسة والرياضيات ، سنلتزم الصمت يوم الأربعاء. يذهب إلى https://www.particlesforjustice.org/ لمزيد من المعلومات.
في وسط مجرتنا يوجد منتفخ المجرة ، وهي منطقة مليئة بالنجوم والغبار والغاز. داخل هذا الهيكل الهائل ، الذي يمتد لآلاف السنين الضوئية ، هناك ما يقدر بنحو 10 مليارات نجم ، معظمها من النجوم العملاقة الحمراء القديمة. بسبب هذه الكثافة ، غالبًا ما تساءل علماء الفلك عما إذا كان الانتفاخ المجري هو المكان المحتمل للعثور على النجوم ذات الكواكب الصالحة للسكن التي تدور حولها.
بشكل أساسي ، من المرجح أن تتعرض النجوم المتجمعة معًا بشكل وثيق إلى لقاءات قريبة مع النجوم الأخرى ، والتي يمكن أن تكون كارثية لأي كواكب تدور حولها. وفقًا لدراسة جديدة من جامعة كولومبيا Cool Worlds Lab ، ستشهد معظم النجوم في الانتفاخ عشرات اللقاءات القريبة على مدار مليار سنة ، مما قد يكون له آثار مهمة على قابلية السكن على المدى الطويل في هذه المنطقة.
الدراسة التي ظهرت مؤخرًا في الإخطارات الشهرية للجمعية الفلكية الملكية ، بقيادة Moiya McTier - زميل أبحاث الخريجين NSF في جامعة كولومبيا وعضو في Cool Worlds Lab. انضم إليها البروفيسور ديفيد كيبينغ (مؤسس مختبرات Cool Worlds) وكاثرين جونستون ، رئيسة علم الفلك في كولومبيا وعضو في معهد فلاتيرون مركز الفيزياء الفلكية الحاسوبية .
لتوضيح الأمر ببساطة ، تعتبر اللقاءات النجمية القريبة شائعة نسبيًا في مجرتنا ، وتحدث مرة كل مرة 50000 سنة أو نحو ذلك . نظرًا لأن النجوم في قرص المجرة تدور حول مركز مجرة درب التبانة ، فإن مساراتها الفردية تجعلها تقترب أحيانًا من بعضها البعض. كانت آخر مرة واجه فيها نظامنا الشمسي لقاء نجمي قريبًا منذ ما يقرب من 70000 عام.
في هذا الوقت ، يعرف النظام الثنائي باسم نجمة شولتز (WISE 0720-0846) مرت حوالي 52000 وحدة فلكية (0.25 فرسخ فلكي ؛ 0.82 سنة ضوئية) من الشمس ، مما أدى إلى إزعاج سحابة أورت ومدارات المذنبات والكويكبات في النظام الشمسي. لم تكن هذه هي المرة الأولى التي يمر فيها نجم شولز بالقرب من نظامنا الشمسي - منذ ما يقرب من 80 ألف عام ، مرت خلال 66 ألف إلى 70 ألف وحدة فلكية من الشمس.
بالنسبة للجزء الأكبر ، أدت هذه المواجهات إلى طرد كويكبات ومذنبات طويلة الأمد من سحابة أورت - اصطدم عدد قليل منها بالأرض وتسبب في حدوث أحداث على مستوى الانقراض. ومع ذلك ، يمكن أن تقترب المواجهات النجمية كثيرًا (قريبة من 20000 وحدة فلكية تقريبًا) ولها تأثير ضار على أنظمة الكواكب. يتضمن ذلك احتمال تجريد الكواكب من نجومها أو زعزعة استقرار مداراتها.
كما أوضح McTier لـ Universe Today عبر البريد الإلكتروني:
'يمكن أن يكون للمواجهات النجمية القريبة عواقب وخيمة على الكواكب ، لكن النتائج الدقيقة تعتمد على العديد من العوامل: نسبة الكتلة للنجمين المعنيين ، ومدى سرعة تحركهما ، وزاوية الاقتراب ، وبالطبع مسافة اللقاء. لكن بشكل عام ، يمكن لهذه المواجهات القريبة أن تمزق الكواكب من نجومها المضيفة أو تزعزع استقرار مداراتها بحيث تخرج من النظام بعد سنوات عديدة من التحليق بالقرب منها. كلاهما سيجعل الكوكب غير صالح للسكن وفقًا للمعايير الأكثر شيوعًا '.
في الدراسة السابقة التي ظهرت فيMNRASفي العام الماضي ، وجد فريق من علماء الفلك السويديين أن النجوم الشبيهة بالشمس في عناقيد مفتوحة لديها فرصة بنسبة 25٪ لفقدان كواكبها الخارجية لتحليق قريب. تم إصدار دراستين مشابهتين أيضًا العام الماضي (قاد كلاهما علماء فلك من مرصد ليدن في هولندا) أن 14٪ من الكواكب الموجودة في عناقيد نجمية كثيفة ستضيع من نجومها في غضون عشرة ملايين سنة من التكوين.
بطبيعة الحال ، هذا يثير تساؤلات حول ما يمكن أن يحدث في انتفاخ المجرة ، حيث تكون الكثافات النجمية أعلى بكثير مما هي عليه في قرص مجرة درب التبانة. لحساب المعدل الذي تحدث به المواجهات القريبة في الانتفاخ ، قامت Moiya وفريقها بمحاكاة مدارات ملايين النجوم الموجودة هناك. ثم استخدموا ملف تعريف الكثافة التحليلي لموضع كل نجم لتقدير عدد عمليات الطيران التي تحدث.
انطباع الفنان عن مستعر أعظم. الائتمان: ناسا
كما أشار McTier ، كانت عملية تستغرق وقتًا طويلاً أدت إلى بعض النتائج المثيرة للاهتمام:
'وجدنا أن 80٪ من النجوم المنتفخة يجب أن تأتي ضمن 1000 وحدة فلكية من نجم آخر كل مليار سنة. نصف النجوم لديها عشرات من هذه اللقاءات في نفس الإطار الزمني. ينخفض معدل المواجهة عندما تفكر في رحلات قريبة ، ولكن لا تزال المواجهات في نطاق 100 وحدة فلكية شائعة جدًا '.
بالإضافة إلى زيادة مخاطر اللقاءات النجمية القريبة ، فإن الكواكب الموجودة حول النجوم في الانتفاخ المجري معرضة أيضًا لخطر أكبر من 'تعقيم الأحداث النشطة'. تحدث هذه عندما تتعرض النجوم في عناقيد شديدة الترابط لانهيار جاذبي وتنفجر في مستعر أعظم ، مما يؤدي إلى إصابة الأنظمة النجمية القريبة (وكواكبها) بفعل انفجارات أشعة جاما الناتجة (GRBs) وإطلاق مواد ثقيلة (ومشعة). عناصر.
خلال الماضي 11 مليون سنة ، تم ربط المستعرات الأعظمية التي حدثت في الفضاء القريب من الأرض بفترات مفاجئة من الاحترار العالمي على الأرض ، واستنفاد طبقة الأوزون ، وتعرض السطح لمستويات ضارة من الإشعاع الشمسي والكوني نتيجة لذلك. بالنسبة للنجوم التي يتم تجميعها بشكل أقرب ، سيكون للمستعرات الأعظمية تأثير أكبر بكثير ، حيث إنها تحدث في كثير من الأحيان وفي وقت قريب.
فلا عجب إذن لماذا يعتقد علماء الفلك أن المجرات مثل مجرتنا لها أيضًا 'مناطق صالحة للسكن' ، والتي تقع بين الانتفاخ المجري والأذرع الحلزونية. في حين أن الانتفاخ يعد مكانًا خطيرًا للحياة بسبب زيادة مخاطر اللقاءات القريبة والإشعاع ، فإن الأذرع الحلزونية تشكل خطرًا مرتفعًا بسبب ارتفاع معدلات تكوين النجوم.
بصرف النظر عن الطبيعة الصارمة لدراستهم ، أشار ماكتيير إلى أنها مهمة أيضًا لأنها تقدم تأكيدًا إضافيًا لهذه النظرية. قالت: 'نتائجنا جديدة لأننا اتخذنا نهجًا ديناميكيًا جديدًا لفهم قابلية المجرة للسكن ، لكننا أكدنا للتو ما عرفه علماء الفلك بالفعل: من المحتمل أن الانتفاخ ليس مكانًا مستقرًا للحياة'.
يمكن أن يكون لدراسات مثل هذه أيضًا تأثير كبير على البحث عن الكواكب الخارجية الصالحة للحياة ، ناهيك عن البحث عن ذكاء خارج كوكب الأرض (SETI). من خلال معرفة أن الحياة من المرجح أن تنشأ وتتطور داخل 'منطقة المجرة الصالحة للسكن' (GHZ) - الجزء من القرص الموجود بين اللب والمحيط - يمكن للعلماء تضييق جهودهم البحثية وزيادة احتمالات العثور على الحياة.
ربما يكون هذا أيضًا بمثابة تذكير بأننا نحن أبناء الأرض محظوظون جدًا لأننا نشأنا في حي نجمي جيد!
قراءة متعمقة: MNRAS