بوابة شموس نيوز

إلكترونية – يومية – مصرية


Warning: sprintf(): Too few arguments in /home/shomos/public_html/wp-content/themes/newsphere/lib/breadcrumb-trail/inc/breadcrumbs.php on line 254

عالم الفضاء والكون القديم 2

1 min read

د. إيهاب زايد – مصر

هذا العام ، في مجلة سينس أدفنس ، قام فريق والنر بالتحقيق في توقيت المستعرات الأعظمية الأخيرة بشكل أكثر دقة من أي وقت مضى عن طريق تقطيع عينة قشرة إلى 24 طبقة بسمك 1 مليمتر ، كل منها يمثل 400000 سنة. يقول والنر ، الموجود الآن في مركز هيلمهولتز دريسدن روسندورف:”لم يتم القيام بذلك من قبل مع هذا الحل الزمني”. قامت 435 ذرة من الحديد -60 التي استخرجوها بتثبيت أحدث مستعر أعظم قبل 2.5 مليون سنة ، وأكدت تلميحات سابقة ، والتي ربطوها قبل 6.3 مليون سنة. بمقارنة وفرة الحديد -60 في القشرة بنماذج كمية المستعر الأعظم الذي ينتج ، قدر الفريق مسافة هذه المستعرات الأعظمية بما بين 160 و 320 سنة ضوئية من الأرض.
من خلال قياس حركات نجوم Sco OB2 اليوم وإعادة لف الساعة ، قدر علماء الفلك أن أجزاء منها كانت أقرب إلى الشمس قبل 5 ملايين سنة – في وضع جيد لترك آثار غبار المستعر الأعظم على الأرض.
منحوتة بواسطة المستعرات الأعظمية: الشمس محاطة بفقاعة محلية ، وهي منطقة جُرفت من معظم الغازات والغبار بواسطة سلسلة من المستعرات الأعظمية. يعتقد بعض علماء الفلك أن جمعية Scorpius-Centaurus OB (Sco OB2) ، وهي مجموعة من عدة مئات من النجوم ، كانت مسؤولة عن هذه الانفجارات.
وجد فريق والنر أيضًا 181 ذرة من البلوتونيوم 244 ، وهو نظير مشع آخر ، ولكن ربما يكون قد تم تشكيله في انفجار المستعر الأعظم نفسه بدلاً من النجم السلائف ، مثل الحديد -60. لكن مصدره محل نقاش ساخن: البعض يستكشف يعتقد شيرز أن البلوتونيوم 244 صعب على المستعرات الأعظمية صنعه بأي كميات كبيرة. وبدلاً من ذلك ، فإنهم يرون أنه نتاج تصادم بين النجوم النيوترونية – الرواسب التي خلفتها المستعرات الأعظمية.
هذه الاصطدامات ، التي تسمى كيلونوفا ، هي أكثر ندرة بمئة مرة من المستعرات الأعظمية ، لكنها أكثر فاعلية في صنع أثقل العناصر. تقول ريبيكا سورمان ، عالمة الفيزياء الفلكية بجامعة نوتردام: “إن عمليات اندماج النجوم النيوترونية لديها وقت سهل في صنع البلوتونيوم”. “بالنسبة للمستعرات الأعظمية فالأمر أصعب بكثير.”
لا يزال سورمان يرى دور المستعرات الأعظمية. إنها تأخذ البلوتونيوم 244 في قاع البحر المبلغ عنه كإشارة إلى أن كيلونوفا ، في أعماق الماضي ، غمرت حينا بين النجوم بالعناصر الثقيلة. عندما انفجر المستعران الأعظمان الأخيران ، ربما اكتسحت بقاياهما المتوسعة بعضًا من هذا البلوتونيوم بين النجوم 244 جنبًا إلى جنب مع الحديد 60 الخاص بها ، كما تتكهن. ومع ذلك ، يقول كورشينك إن الأمر سيستغرق المزيد من البيانات حول إشارة البلوتونيوم وتوقيتها لإقناعه بأن العديد من الأحداث النادرة حدثت في وقت قريب جدًا وفي الآونة الأخيرة.
ما وراء غبار الأرض بنوى نادرة ، ما هو التأثير المحتمل للمستعرات الأعظمية القريبة؟ في عام 2016 ، قدر فريق بقيادة ميلوت وتوماس تدفق أشكال مختلفة من الضوء والأشعة الكونية من المحتمل أن تصل إلى الأرض من انفجار على بعد 300 سنة ضوئية. وكتبوا في مجلة رسائل مجلة الفيزياء الفلكية ، وخلصوا إلى أن الفوتونات الأكثر نشاطًا والأضرار المحتملة – الأشعة السينية أو أشعة جاما – سيكون لها تأثير ضئيل. يقول توماس: “لا يوجد الكثير من الإشعاع عالي الطاقة”. واقترحوا أن بضعة أسابيع من الضوء الساطع سيكون لها تأثير أقل بقليل من تعطيل أنماط النوم.
الأشعة الكونية – تسارعت الجسيمات إلى سرعة قريبة من سرعة الضوء بفعل موجات الصدمة في الكرة النارية المتوسعة للمستعر الأعظم – قصة أخرى. نظرًا لأنها مشحونة ، يمكن أن تنحرف بعيدًا عن الأرض بواسطة الحقول المغناطيسية للمجرة. لكن يُعتقد أن الفقاعة المحلية خالية في الغالب من الحقول ، لذا فإن الأشعة الكونية من على بعد 300 سنة ضوئية فقط سيكون لها لقطة نظيفة نسبيًا.
وجد ميلوت وتوماس أن الغلاف الجوي كان سيتعرض لوابل طويل الأمد. يقول توماس: “إن الزيادة هي عملية بطيئة ، لعقود على الأقل” ، حيث وصلت إلى ذروتها بعد حوالي 500 عام من وميض المستعر الأعظم وتسبب في زيادة 10 أضعاف في تأين غاز الغلاف الجوي الذي سيستمر لمدة 5000 عام. باستخدام نموذج كيمياء الغلاف الجوي الذي طورته وكالة ناسا ، قدّروا أن التغيرات الكيميائية الناتجة عن التأين من شأنها أن تستنفد الأوزون بحوالي 7٪ أو أكثر في بعض الأماكن وستعزز إنتاج مركبات أكسيد النيتروجين المخصبة بنسبة 30٪. قد تكون الزيادة المفاجئة في النباتات كافية لتبريد المناخ والدخول في العصر الجليدي.
لم تنته الأشعة الكونية بعد. عندما تصطدم الجسيمات عالية الطاقة بالغلاف الجوي العلوي ، فإنها تخلق سلسلة من الجسيمات الثانوية. يتلاشى معظمها في تصادمات أخرى ، لكن الميونات – أبناء عمومة الإلكترونات الثقيلة وقصيرة العمر – تستمر في العمل. ستتلقى الكائنات الموجودة على سطح الأرض ثلاثة أضعاف جرعة الإشعاع العادية – أي ما يعادل مرة أو مرتين بالأشعة المقطعية كل عام. يقول توماس: “هناك خطر متزايد [للإصابة بالسرطان] ، ولكن ليس التسمم الإشعاعي”. بشكل عام ، اعتقد الفريق أن التأثيرات “ليست كارثية” ولكن يمكن اكتشافها في السجل الأحفوري ، على سبيل المثال ، إذا اختفت بعض الأنواع المعرضة للخطر بينما نجا البعض الآخر.
تحتوي القشرة المعدنية من قاع المحيط الهادئ على الحديد 60 والبلوتونيوم 244. نوريكازو كينوشيتا في علم الأحياء الفلكي في عام 2019 ، وجد ميلوت وزملاؤه أنه إذا انفجر المستعر الأعظم على بعد 150 سنة ضوئية فقط ، بدلاً من 300 ، فإن إشعاع الميون كان سيصيب الحيوانات البحرية بشكل مفاجئ. يحجب الماء معظم الجسيمات التي تتساقط من السماء ، لكن الميونات يمكن أن تخترق ما يصل إلى كيلومتر واحد. ستواجه الكائنات البحرية ، المحمية عادة من جميع الإشعاعات تقريبًا ، أكبر زيادة نسبية في الجرعة وستعاني أكثر من غيرها. يتناغم هذا مع انقراض الحيوانات البحرية الضخمة في بداية عصر البليستوسين ، والذي تم تحديده مؤخرًا فقط في السجل الأحفوري.
بعد ذلك ، في العام الماضي ، اقترح مؤيدو المستعر الأعظم أن سيناريو مماثل يمكن أن يفسر حدث انقراض كبير قبل 359 مليون سنة ، في نهاية العصر الديفوني. وجد فريق بقيادة جون مارشال من جامعة ساوثهامبتون أن أبواغ النباتات الشبيهة بالسرخس منذ ذلك الوقت أصبحت فجأة مشوهة ومظلمة ، وألقى باللوم في التغييرات على الأشعة فوق البنفسجية. لم يتذرع الفريق بأي سبب فلكي. لكن كتاباتهم في وقائع الأكاديمية الوطنية للعلوم ، رأى علماء الفلك توقيعًا محتملاً لمستعر أعظم قريب. واقترحوا أن انفجارًا ربما على بعد 60 سنة ضوئية فقط قد يؤدي إلى غمر الأرض بالأشعة فوق البنفسجية عن طريق استنفاد طبقة الأوزون. يعترف المؤلف المشارك جون إليس ، المنظر في كلية كينجز كوليدج بلندن ، بقوله: “إنه تخميني جدًا” ، حيث أنه من المستحيل حاليًا تحديد البصمات الإشعاعية لمستعر أعظم في ذلك الوقت.
في ورقة بحثية نُشرت عام 2020 في مجلة الجيولوجيا ، اتخذ ميلوت وتوماس قفزة تكهنية أكبر. لاحظوا أنه من خلال تمزيق الإلكترونات من جزيئات الهواء ، فإن الأشعة الكونية الثانوية قد تكون قد خلقت مسارات للبرق ، احتمالية حدوث العواصف ، والتي لن تولد المزيد من مركبات النيتروجين فحسب ، بل تؤدي أيضًا إلى اندلاع حرائق الغابات. من المثير للاهتمام ، أنه تم العثور على طبقة من السخام في سجل الصخور في بعض أجزاء من العالم في بداية العصر الجليدي. ذهب ميلوت وتوماس إلى اقتراح أن حرائق الغابات التي سببها المستعر الأعظم ربما دفعت البشر الأوائل من الأشجار إلى السافانا ، مما أدى إلى المشي على قدمين ، وحجم أكبر للدماغ ، وكل ما تبع ذلك. يقول كورشينك: “من الرائع أن نقول إن سوبرنوفا قبل 2.5 مليون سنة يعني أننا نتحدث الآن عبر سكايب”.
مثل هذه السيناريوهات لا تتوافق مع علماء الحفريات. يقول هال: “التوقيت هو الجواب التافه على كل شيء”. “هناك دائمًا شيء ما يحدث عندما تنقرض الأشياء”. علاوة على ذلك ، كما تقول ، فإن الانتقال إلى العصر البليستوسيني “لا يبرز على أنه يحتاج إلى تفسير”. وتقول إن الأحداث الأخرى في ذلك الوقت كان من الممكن أن يكون لها تأثير أكبر على المناخ العالمي ، مثل إغلاق برزخ بنما ، مما أدى إلى تغيير عميق في دوران المحيطات.
لتوضيح قضيتهم ، كما تقول ، يحتاج علماء الفلك إلى تحديد توقيت المستعرات الأعظمية القديمة بدقة أكبر. إنهم “بحاجة إلى قياس المزيد من القشور.” لكن البحث عن آثار المستعر الأعظم لم يعد أسهل. في عام 2019 ، أغلقت TUM AMS الخاص بها ، تاركةً ANU فقط بمسرع قوي بما يكفي لفصل الحديد -60.
على النقيض من ذلك ، فإن النظائر النادرة مثل البلوتونيوم 244 يمكن أن تمكن الباحثين من النظر إلى أبعد من ذلك في الوقت المناسب ، لكنها تتطلب مقياسًا مسطحًا يركز على الحساسية بدلاً من القوة الخام ، ويقول وولنر إن عددًا قليلاً فقط في العالم قادر على العمل. لقد حصل على تمويل لبناء منشأة AMS جديدة في دريسدن ، ألمانيا ، متخصصة في العناصر الثقيلة ، والتي يجب أن تكون مفتوحة بحلول عام 2023. لتجديد البحث عن Iron-60 ، قدم فريقه أيضًا عرضًا للتمويل الوطني لبناء AMS الجديدة عالية الطاقة ، والتي يمكن أن يتم تشغيلها في غضون 7 سنوات.
بالنسبة لعلماء الفلك ، فإن وميض الضوء المفاجئ في السماء اليوم سيكون أفضل فرصة لمعرفة كيفية تأثير المستعر الأعظم على الأرض. لكن الاحتمالات ضئيلة في أننا سنرى عرضًا خفيفًا مثل العرض الذي ربما أذهل أسلافنا البعيدين. منكب الجوزاء ، وهو عملاق أحمر مضطرب من المحتمل أن ينفجر في وقت ما خلال المائة ألف عام القادمة ، استقر في الأشهر الأخيرة ، وعلى أي حال ، فإنه يقع على بعد أكثر من 500 سنة ضوئية. Sco OB2 يتجه الآن بعيدًا عن الشمس. وباستخدام بيانات من خليفة هيباركوس ، مهمة جايا في أوروبا ، تتبع بريتشفيردت 10 مجموعات أخرى من النجوم. يقول: “لا أحد يقترب”. “المستقبل” – للأرض وليس المستعرات الأعظمية – “مشرق”.

اترك تعليقاً

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني. الحقول الإلزامية مشار إليها بـ *