التاريخ المخفي للشمس
كشف العلماء عن أدلة تشير إلى أن شمسنا قد تكون قد سافرت عبر درب التبانة كجزء من هجرة ضخمة لنجوم مشابهة قبل مليارات السنين، متحركة من القلب المكتظ والمشع بالإشعاع في المجرة إلى المناطق الخارجية الهادئة حيث تقيم اليوم. يشير الاكتشاف، المنشور في دراسة جديدة، إلى أن الموقع الحالي للشمس—الضيافة جداً للحياة—قد لا يكون حيث وُلدت، وأن رحلة على مستوى المجرة قد تكون كانت شرطاً ضرورياً مسبقاً لصلاحية الأرض للحياة.
حدد فريق البحث مجموعة من النجوم في قرص المجرة التي تشترك في توقيعات كيميائية مع الشمس، مما يشير إلى أنها تشكلت في بيئات مماثلة. من خلال تتبع مدارات هذه النجوم للخلف من خلال محاكاة ديناميكيات المجرة، وجد الفريق أدلة على أن العديد منها، بما في ذلك ربما الشمس نفسها، نشأت في المناطق الداخلية من درب التبانة—أقرب إلى الثقب الأسود فائق الكتلة في مركز المجرة—قبل أن تقوم عملية تسمى الهجرة الشعاعية بنقلها إلى الخارج.
ما هي الهجرة الشعاعية؟
الهجرة الشعاعية هي ظاهرة يتم فيها إزاحة النجوم تدريجياً من نصف قطر مداراتها الأصلية من خلال التفاعلات الجاذبية مع موجات الكثافة وذراع الحلزون والنجوم الأخرى. بخلاف الأحداث الدراماتيكية مثل المستعرات الأعظمية أو اللقاءات القريبة، فإن الهجرة الشعاعية هي عملية بطيئة وتراكمية تقودها الاضطرابات الجاذبية الصغيرة المتكررة على مدى ملايين السنين.
تعمل ذراع حلزون درب التبانة كمناطق من التأثير الجاذبي المحسّن التي يمكن أن تنقل الزخم الزاوي إلى النجوم، وتدفعها إلى مدارات أكبر بمرور الوقت. يمكن للنجوم التي تتفاعل بشكل متكرر مع ذراع حلزون في التكوين الصحيح أن تسافر مسافات كبيرة شعاعياً عبر المجرة على مدى مليارات السنين—ربما تتحرك من القرص الداخلي إلى القرص الخارجي أو ما بعده.
آلاف التوأمين الشمسيين
حددت الدراسة ما يسميه الباحثون "التوأمين الشمسيين"—نجوم بأكتلة وأعمار وتركيبات كيميائية تطابق بعضها بقرب من الشمس—متناثرة في جميع أنحاء قرص درب التبانة. يشير توزيع هذه النجوم إلى أنها لم تتشكل جميعاً في نفس الحي ثم تنتشر. بدلاً من ذلك، النمط أكثر اتساقاً مع النجوم التي تشكلت في بيئات داخلية مشابهة في المجرة ثم هاجرت إلى الخارج من خلال الهجرة الشعاعية على مدار مليارات السنين.
تحديد الشمس بين هذه المجموعة من المهاجرين سيفسر عدة ألغاز حول التركيب الكيميائي لنظامنا الشمسي. تُعرّف الشمس بأنها غنية في عناصر ثقيلة معينة بالنسبة إلى ما تتنبأ به النماذج للنجوم التي تشكلت في نصف قطر المجرة الحالي. إذا تشكلت الشمس أقرب إلى مركز المجرة، حيث تكون المعادن أعلى، فإن بصمتها الكيميائية ستُشرح بشكل أكثر طبيعية.
الحياة في المنطقة الهادئة
مركز المجرة هو بيئة غير صالحة حسب معايير الحياة كما نعرفها. إنه أكثر كثافة بالنجوم، وأغنى بالإشعاع الكوني من المستعرات الأعظمية والبقايا النجمية النشطة، وخاضع للاضطرابات الجاذبية التي يمكن أن تعطل الأنظمة الكوكبية بمرور الوقت. القرص الخارجي، حيث تقيم الشمس حالياً، هادئ: كثافة نجمية أقل تعني عدد أقل من اللقاءات المزعجة القريبة، مستويات إشعاع أقل تسمح بالكيمياء العضوية المعقدة بالاستمرار، والديناميكيات المدارية الأكثر استقراراً تسمح بالأنظمة الكوكبية بالبقاء على قيد الحياة لمليارات السنين من التطور.
إذا هاجرت الشمس من المجرة الداخلية، فقد تكون رحلتها إلى القرص الخارجي الهادئ قد كانت عامل غير محتمل لكن ضروري في السماح للأرض بالتطور والحفاظ على الحياة على مدار 4.5 مليار سنة. قد تكون شمس بقيت في المجرة الداخلية قد واجهت الكثير من الاضطرابات—أنظمة نجمية عابرة تشوش الكواكب الخارجية، مستويات إشعاع مرتفعة تضر الكيمياء البيولوجية المبكرة—لتنتج عالماً مثل عالمنا.
كيفية إجراء الدراسة
جمع البحث بيانات من تلسكوب Gaia الفضائي، الذي أنتج أدق خريطة لمواضع النجوم والسرعات في تاريخ درب التبانة، مع المسوحات الطيفية التي قاست التركيبات الكيميائية لمئات الآلاف من النجوم. من خلال ربط الملفات الكيميائية مع نصف القطر المستنتج للميلاد المشتق من نماذج ديناميكيات المجرة، كان الفريق قادراً على بناء صورة على مستوى السكان للهجرة النجمية عبر المجرة.
التحليل إحصائي بطبيعته: إنه لا يثبت بشكل قاطع أن أي نجم معين، بما في ذلك الشمس، خضع للهجرة الشعاعية. لكن التوقيع على مستوى السكان قوي بما يكفي لاستنتاج الفريق بأن الهجرة هي أكثر تفسير بسيط لتوزيع النجوم من نوع شمسي المرصود.
الآثار على صلاحية المجرة للحياة
قد يكون للاكتشاف آثار محتملة على البحث عن الحياة في مكان آخر في المجرة. إذا كانت الهجرة الشعاعية مساراً شائعاً يجد من خلاله النجوم من نوع شمسي طريقهم إلى القرص الخارجي الهادئ، فقد يكون القرص الخارجي مأهولاً بشكل أكبر بالنجوم التي تشكلت في مناطق داخلية غنية كيميائياً عما كان يُفترض سابقاً. قد يكون لدى هذه النجوم أنظمة كوكبية غنية بالعناصر الثقيلة—بما في ذلك الكربون والأكسجين والفوسفور والحديد—التي تتطلبها الحياة كما نعرفها.
قد يكون البحث المستقبلي باستخدام المسوحات الطيفية من الجيل التالي ونماذج ديناميكيات المجرة المحسّنة قادراً على اختبار فرضية الهجرة بشكل أكثر صرامة، مما قد يضيق احتمالاً نصف قطر ميلاد الشمس المحتمل وإعادة بناء، على الأقل احتمالياً، التاريخ المبكر لرحلة نظامنا الشمسي عبر المجرة.
تم إنشاء هذا المقال بناءً على تقارير من Science Daily. اقرأ المقالة الأصلية.
