آیا زمین در مکان خاصی از کهکشان قرار دارد؟

 

اگر در فضا - زمان در موقعیت مناسبی باشید، می‌توانید در برابر انفجار‌های مرگبار ابرنواختری و پرتو گاما جان سالم به در ببرید. حدود ۴ میلیارد سال پیش، مناطق مرکزی کهکشان (که شامل منظومه شمسی است) از حومه‌های آن امن‌تر و برای تشکیل حیات نیز مناسب بود.

 

ریکاردو اسپینلی، اخترشناس از دانشگاه اینسوبریا و مؤسسه ملی اخترفیزیک (INAF) در ایتالیا گفت: «مطالعه ما نشان می‌دهد که تا ۶ میلیارد سال پیش، به استثنای مناطق پیرامونی کهکشان راه شیری که دارای سیارات کمی بودند، سایر سیارات دائم در معرض انفجار‌های عظیم بودند که می‌تواند باعث انقراض‌های بزرگ شود.»

 

انفجار‌های کیهانی، شوخی نیستند. این رویداد‌ها به شدت پرانرژی هستند و تابش کیهانی را در سراسر فضا پخش می‌کنند و خروجی آن‌ها به حدی شدید است که می‌تواند حیات را نابود کند. سیاره زمین نیز از این امر مصون نمانده است.

 

انقراض‌های دسته جمعی در تاریخچه زمین، مثل انقراض پایان عصر پلیوسن ۲.۶ میلیون سال پیش و انقراض اواخر عصر دوونین ۳۵۹ میلیون سال پیش، با انفجار‌های ابرنواختری در ارتباط بوده‌اند. انفجار‌های پرتو گاما نیز که بسیار نادر، اما قدرتمندتر از ابرنواختر‌ها هستند، نابودگر هستند.

 

هر دو رویداد به چرخه حیات ستاره‌ها ارتباط دارند. ابرنواخترها زمانی شکل می‌گیرند که یک ستار پرجرم به پایان چرخه‌ زندگی خود برسد یا مواد تشکیل دهند یک کوتوله‌ سفید ناپایدار می‌شود. هر دو سناریو منجر به انفجار ستاره شده و در فضا پخش می‌شوند.

 

انفجار‌های پرتو گاما نیز با ادغام ستاره‌های نوترونی یا ادغام سیاهچاله‌ها شکل می‌گیرند. ما هرگز چنین انفجار‌هایی که پرانرژی‌ترین رویداد‌های الکترومغناطیسی در کیهان هستند، در کهکشان راه شیری‌ خود ندیدیم؛ آن‌ها از کهکشان‌هایی که میلیون‌ها سال نوری با ما فاصله دارند، به سمت زمین آمده‌اند.

 

دانشمندان معتقدند که یک انفجار پرتو گاما در ۴۵۰ میلیون سال پیش می‌توانسته است منجر به انقراض بزرگ عصر اردویسین یعنی قبل از دوران دایناسور‌ها شود. جیانکارلو گیرلاندا، اخترشناس از INAF گفت: «انفجار ابرنواختر بیشتر در مناطقی که ستاره‌ها تشکیل می‌شوند، رخ می‌دهد. در مقابل، انفجار پرتو گاما بیشتر در مناطقی رخ می‌دهد که سرشار از عناصر سنگین هستند.»

 

 

 

 

دانشمندان جهت یافتن امن‌ترین مکان‌ها برای تشکیل حیات، تاریخچه‌ تکاملی کهکشان راه شیری را با دقت مدل‌سازی کردند و بر روی مناطقی که بیشترین انفجار پرتو گاما و ابرنواختر در آن‌ها رخ داده، تمرکز کردند. مدل آن‌ها پیش‌بینی کرد که مناطق داخلی کهکشان سریع‌تر از حومه‌های آن شکل گرفتند.

 

بنابر این، نواحی داخلی کهکشان ما هم از لحاظ تشکیل ستاره و هم از نظر انفجار‌های کیهانی، فعال‌تر بوده است. با گذشت زمان، سرعت تشکیل ستاره در منطقه‌ی داخلی کندتر شد، اما در مناطق خارجی‌تر کهکشان بیشتر شد.

 

وقتی کیهان جوان بود، عمدتاً مملو از هیدروژن و هلیوم بود – گاز‌هایی که نخستین ستاره‌ها از آن‌ها شکل گرفتند. عناصر سنگین‌تر از هم‌جوشی هسته‌ای ستاره‌ها ساخته شدند و هنوز این عناصر از انفجار ابرنواختر به وجود می‌آیند. با تولد و مرگ ستاره‌ها، منطقه‌ مرکزی کهکشان ما از لحاظ عناصر و فلزات سنگین‌تر، غنی‌تر شد.

 

در نتیجه، فراوانی انفجار‌های پرتو گاما کمتر شد و منطقه‌ مرکزی ـ در فاصله‌ حدود ۶۵۰۰ تا ۲۶۰۰۰ سال نوری دورتر از مرکز کهکشان ـ امن‌تر از قبل شد.

 

اسپینلی گفت: «مطالعه ما نشان می‌دهد به استثنای مناطق بسیار مرکزی (با فاصله‌ کمتر از ۶۵۰۰ سال نوری تا مرکز کهکشان)، جایی که انفجار‌های ابرنواختری فراوانی بیشتری دارند، فشار تکاملی در هر دوره تحت تأثیر انفجار‌های پرتو گاما است. انفجار‌های پرتو گاما گرچه کمتر از ابرنواختر‌ها رخ می‌دهند، اما می‌توانند از فواصل بسیار دورتر منجر به انقراض‌های بزرگ شوند: آن‌ها که پرانرژی‌ترین رویداد‌ها هستند، طولانی‌ترین دامنه را دارند».

 

اگرچه حاشیه‌ کهکشان‌ها زمانی از بخش‌های میانی امن‌تر بودند، اما بر اساس بررسی‌ محققان، در ۵۰۰ میلیون سال گذشته حاشیه کهکشان راه شیری تحت تأثیر دو تا پنج انفجار پرتو گاما قرار گرفته است. از طرف دیگر، موقعیت ما در منظومه شمسی بیش از پیش امن شد؛ اما حتی خطر نسبی و قرارگیری مکرر در معرض انفجار‌های کیهانی ممکن است برای ما تصادفی بوده باشد.

 

محققان، در مقاله‌ خود نوشتند: «وجود حیات در زمین ثابت می‌کند انقراض‌های بزرگ ضرورتاً احتمال تکامل حیات پیچیده را از بین نمی‌برند. در مقابل، انقراض‌های دسته جمعی با سرعت درست، می‌توانند نقش محوری در تکامل حیات پیچیده ایفا کنند.» بنابر این، شاید امنیت، تصادفی بوده باشد.

 

جزییات بیشتر این پژوهش، در مجله Astronomy & Astrophysics منتشر شده است.