‫ابرنواخترها احتمالا میلیون ها سال پیش زمین را بمباران کرده اند‬
ابرنواخترها احتمالا میلیون ها سال پیش زمین را بمباران کرده اند فضا،ابرنواختر، اخبار تکنولوژی بهترین ها در زمین

آکاایران: ‫ابرنواخترها احتمالا میلیون ها سال پیش زمین را بمباران کرده اند‬

آکاایران: خیلی شبیه به فیلم های علمی تخیلی به نظر می رسد. ستاره ای نزدیک به زمین منفجر و به قدری پرنور می شود که در آسمان روز نورانی تر از خورشید، می درخشد. تشعشعات این انفجار باعث از بین رفتن لایه ی اوزون می شوند و موجودات زنده ی زمین در معرض پرتوهای خطرناک خورشید قرار می گیرند. میزان ابتلا به سرطان به شدت افزایش می یابد، محصولات کشاورزی نابود می شوند و تمدن بشری از بین می رود. هرچند بعید به نظر می رسد، ولی اکنون دو گروه پژوهشی مستقل فهمیده اند که در ۱۰ میلیون سال گذشته، سیاره ی ما چند بار در معرض تشعشعات ابرنواخترهایی نزدیک قرار گرفته است. هرچند این ابرنواخترها آن قدر دور بودند که باعث انقراض حیات نشدند، ولی آن قدر قدرتمند بودند که ساکنان زمین می توانستند به خوبی آن ها را در نور روز ببینند. این انفجارها احتمالا در وقوع آخرین عصرهای یخبندان زمین هم نقش داشته اند.

یک فیزیک دان نظری از کینگز کالج لندن که در آزمایشگاه فیزیک ذرات سرن هم کار می کند، می گوید: «همه چیز خیلی هیجان انگیز است. نتایج زیادی می توان از این پژوهش گرفت.» از سال ها پیش دانشمندان فکر می کردند که شاید زمانی باران فوتون ها و ذرات ناشی از وقوع یک ابرنواختر نزدیک آن قدر به اتمسفر زمین آسیب زده که توانسته اقلیم این سیاره را تغییر دهد و باعث وقوع انقراض های بزرگ شود. در حقیقت هر زمانی یک انفجار ابرنواختری می توانسته زمین را بمباران کند. با این حال احتمال چنین رخدادی کم بوده است. در هر قرن فقط دو تا از ۱۰۰ میلیارد ستاره ی کهکشان راه شیری به صورت ابرنواختر منفجر می شوند. انفجاری که بتواند اثر مخرب روی زمین داشته باشد، باید در هر ۱.۵ میلیارد سال یک بار اتفاق افتاده باشد.

دانشمندان شواهد خوبی از وقوع ابرنواخترهای نزدیک دارند. آن هایی که از زمان پیدایش زمین به وقوع پیوسته اند اثراتی را به شکل ایزوتوپ های رادیواکتیو روی زمین برجای گذاشته اند. ایزوتوپ های رادیواکتیو نسخه های ناپایدار عناصر معمولی هستند. در دهه ی ۱۹۹۰ مدل های کامپیوتری نشان دادند که انفجارهای ابرنواختری در فاصله ی ۳۰۰ سال نوری می توانستند چنین ایزوتوپ هایی را سوار بر ذرات غبار به زمین بفرستد. در این فاصله از ما هزاران ستاره وجود دارد و البته در هر یک میلیون سال انتظار می رود فقط یکی از آن ها به صورت ابرنواختر منفجر شده باشد.

پژوهشگران سپس پوسته ی زمین را برای یافتن لایه های خیلی نازک از ایزوتوپ های رادیواکتیو جستجو کردند. در سال ۱۹۹۹ توانستند چیز خیلی جالبی کشف کنند. نمونه هایی که از بستر اقیانوس جمع آوری شده بودند نشان داد آن جا لایه های سخت فلزی وجود دارد که با نام پوسته های «فرومنگنز» (Ferromanganese) شناخته می شوند و طی میلیون ها سال به تدریج شکل گرفته اند. این لایه ها دارای آهن-۶۰ هستند. ایزوتوپی با نیم عمر بسیار کم ۲.۶ میلیون سال؛ آن قدر کم که این ماده باید خیلی جوان تر از زمین باشد. آهن-۶۰ در لایه ای از زمین که ۲.۲ میلیون سال پیش بوجود آمده، وجود دارد. از آن زمان تاکنون لایه های مشابهی از آهن-۶۰ در مکان های دیگر اقیانوس پیدا شده اند.

ستاره شناسان هم در آسمان به دنبال گروه هایی از ستاره ها که شاید میلیون ها سال پیش به صورت ابرنواختر منفجر شده اند، هستند. در این جستجوها به دو مورد محتمل برخورد کردند. یکی از آن ها گروه ستارگان «عقرب-قوس» (Scorpius–Centaurus Association) است که شامل بیش از ۴۰۰ ستاره می شود و شاید زمانی که انفجار رخ داده ۴۰۰ سال نوری با ما فاصله داشته اند. دیگری گروه ستارگان «توکان-ساعت» (Tucana Horologium Association) است که میلیون ها سال پیش در فاصله ی ۲۰۰ سال نوری از ما قرار داشته است.

البته نمونه های قلیل آهن-۶۰ اطلاعات کمی درباره ی مکان ابرنواخترها به ما می دهد. در حقیقت در مقاله ای که در سایت arXiv.org منتشر شده، الیس و همکارانش می گویند آهن-۶۰ی که از فضا به زمین رسیده، به دلیل تاثیر میدان مغناطیسی زمین روی دانه های غبار، بادهای اتمسفر و جریان های اقیانوسی کاملا در کل زمین پخش شده است. الیس می افزاید: «نشست های زمینی [برای فهمیدن جهت بارش ذرات باردار ابرنواخترها] خیلی مفید نیستند.» ولی آن ها می توانند میزان اتم های دریافتی را مشخص کنند. دانشمندان با استفاده از میزان اتم ها می توانند فاصله ی ابرنواخترها را تخمین بزنند. الیس می گوید نمونه های کنونی نشان می دهند که احتمالا منشاء ابرنواختری که چند میلیون سال پیش رخ داده و ایزوتوپ های آن را اکنون می توانیم روی زمین ببینیم، گروه ستاره های «توکان-ساعت» بوده است.

اخیرا یک فیزیک دان هسته ای از دانشگاه ملی استرالیا در کانبرا به نام «آنتون والنر» و همکارانش گزارشی منتشر کرده اند که در آن به دید کاملا عمیق تری نسبت به توزیع آهن-۶۰ در سراسر زمین رسیده اند. آن ها در این مقاله می گویند که زمین بیشتر از چیزی که قبلا تصور می شد در معرض تشعشع ابرنواخترهای مختلف قرار گرفته است. آن طور که آن ها در نیچر توضیح داده اند، این گروه با بررسی ۱۲۰ نمونه از بستر اقیانوس های اطلس، آرام و هند، فهمیده اند که آهن-۶۰ تقریبا همه جا وجود دارد و بنابراین زمین بیش از یک بار در معرض هجوم ذرات باردار ابرنواخترها قرار گرفته است. سن لایه هایی که این ایزوتوپ در آن ها یافت شد بین ۱.۷ تا ۳.۲ میلیون سال است. والنر می گوید: «این نشان می دهد که مجموعه ای از ابرنواخترها وجود داشته.»

الیس به ساینس می گوید که این نتایج خیلی هیجان انگیز هستند. ولی پژوهشگران باید کمی حواسشان جمع باشد چرا که ایزوتوپ ها زمان زیادی را در سفر فضایی خود سپری کرده اند و بنابراین زمان وقوع ابرنواخترها دقیقا منطبق بر عمر لایه های زمین نیست. گروه آن ها توانست آهن-۶۰ را در لایه های عمیق تر هم پیدا کند و بنابراین نتیجه گرفتند که تا ۸ میلیون سال پیش هم ابرنواخترهایی رخ داده که می توان آثار آن ها را پیدا کرد.

در مقاله ی دیگری که در نیچر چاپ شد، گروهی به سرپرستی «دیتر بریتشوردت» (Dieter Breitschwerdt) از دانشگاه فنی برلین، برای یافتن منبع انفجارهای ابرنواختری یک آزمایش جالب انجام دادند. آن ها «حباب محلی»، یعنی منطقه ای از پلاسمای داغ و پراکنده که اکنون منظومه ی شمسی در آن قرار دارد را مدل سازی کردند. طبق گفته ی دانشمندان این حباب بر اثر انفجار ۱۴ تا ۲۰ ابرنواختر از گروه ستارگان «عقرب-قوس» بوجود آمده است. خود این ابرنواخترها بعدها از حباب خارج شدند. بررسی آن ها نشان می دهد دوتا از ابرنواخترهایی که جدیدتر رخ دادند آن قدر به زمین نزدیک بودند که باعث شدند ما این مقدار آهن-۶۰ را روی زمین داشته باشیم. اولین آن ها ۲.۳ میلیون سال پیش رخ دادند و بعدی ۰.۸ میلیون سال پس از آن. هر دو نیز ۳۰۰ سال نوری با زمین فاصله داشتند. «نیل گهرلنز» که اخترفیزیک دانی در مرکز پروازهای فضایی گادرد است می گوید: «ما هیچ وقت نمی توانیم آن ها را [دقیقا ستاره هایی که منفجر شدند] پیدا کنیم. ولی می توانیم مناطقی که تولد ستاره ها در آن ها زیاد بوده را ببینیم.»

حال سوال این جاست که آیا این انفجارها روی زمین و تکامل حیات تاثیر داشتند؟ والنر می گوید: «خیلی جالب است که زمان وقوع این ابرنواخترها دقیقا منطبق بر زمانی است که زمین سرد شد و از دوران پلیوسن به پلیستوسن رفت. پلیستوسن همان دورانی است که بیشتر ۲.۵ میلیون سال اخیر را در بر گرفته بود، هوا سرد شد و عصرهای یخبندان متعددی در آن رخ داد. بعضی ها می گویند که شاید ذرات ناشی از ابرنواختر منجر به افزایش ابرها شد و در نتیجه سطح زمین را سرد کرد.

برای فهمیدن اینکه آیا یک ابرنواختر نزدیک تر توانسته در زمانی دورتر منجر به انقراض بزرگ بشود، نیاز به ایزوتوپ رادیواکتیو دیگری با نیم عمر بیشتر وجود دارد. یکی از کاندیداها، پلوتونیم ۲۴۴ است که نیم عمر ۸۱ میلیون ساله دارد. ولی پژوهشگران هنوز نتوانسته اند آن را پیدا کنند.

پژوهشگران همچنین امیدوارند که ایزوتوپ های فرود آمده روی ماه و دیگر اجرام منظومه ی شمسی بتواند اطلاعات زیادی درباره ی ابرنواخترهای نزدیک به ما بدهد. مثلا ماه فاقد اتمسفر یا اقیانوس است و ذرات غباری که با انفجار ابرنواخترها روی سطح فرود آمده اند دقیقا همان جایی هستند که میلیون ها سال پیش نشستند. بنابراین شاید حتی بتواند از جهت فرود آن ها و ابرنواختر دقیقی که آن ها را بوجود آورده هم مطلع شد. در مقاله ای که قرار است هفته ی آینده منتشر شود، یک گروه پژوهشی چند نمونه از سنگ هایی که ماموریت های آپولو ۱۲، ۱۵ و ۱۶ از ماه آورده اند را آزمایش کرده اند. ظاهرا که این گروه توانسته شواهد خیلی محکمی مبنی بر وجود آهن-۶۰ در این سنگ ها پیدا کند. ایزوتوپی که دارای منشاء یکسان با ایزوتوپ های آهن-۶۰ موجود روی زمین است.

همه ی نمونه های آپولو از مکان هایی در نزدیکی استوای سمت پیدای ماه (از زمین) بدست آمده اند. برای یافتن گوناگونی در چگالی آهن-۶۰ و در نتیجه فهمیدن جهت فرود آن ها، نیاز به تعداد بیشتری از نمونه ها وجود دارد. بنابراین دانشمندان باید تا سفرهای بعدی به ماه صبر کنند. الیس می گوید که اگر قرار بود او فردی تصمیم گیر در این ماموریت ها باشد، اصرار می کرد نمونه هایی دور از استوای ماه را جمع آوری کنند.


منبع :

منبع : بخش مقالات علمی آکاایران
برچسب :