عبور یک ستاره مدار زمین را تغییر داد

به گزارش راهبرد معاصر؛ تقریبا ۵۶ میلیون سال پیش در مرز بین دوران پالئوسن و ائوسن، دمای زمین تا ۸ درجه‌ی سانتی‌گراد افزایش یافت. این تغییر دما همیشه معما بوده است؛ اما ناتان کایب، دانشمند سیاره‌ای و شان ریموند اخترفیزیکدان، مواجهه‌ای تصادفی را عامل افزایش دمای زمین در آن دوران می‌دانند.

شبیه‌سازی‌های دو دانشمند نشان می‌دهد که عبور ستاره‌ای از کنار منظومه‌ی شمسی احتمالا عامل اختلال در مدار سیاره زمین بوده است. کایب می‌گوید: «یکی از دلایل اهمیت این مواجهه، سوابق زمین‌شناسی است که نشانه‌هایی از تغیرات در گریز از مرکز مداری زمین و همچنین نوسان‌های اقلیمی را در خود دارند. اگر بخواهیم به بهترین وجه علل ناهنجاری‌های باستانی اقلیم را جستجو کنیم، باید از وضعیت مدار زمین در آن دوران‌ها مطلع شویم.»

گردآوری تغییراتی که سیاره زمین در عمر ۴٫۵ میلیارد ساله‌اش تجربه کرده، مستلزم انجام پژوهش‌های کارآگاهی سنگین است. برای آشکارسازی جزئیات دقیق‌تر به ترکیبی از زمین‌شناسی، مدل‌سازی و تجزیه‌وتحلیل آماری نیاز داریم.

براساس سوابق زمین‌شناسی می‌دانیم زمین در طول دوره‌ی بیشینه گرمایی پالئوسن-ائوسن بین ۵ تا ۸ درجه‌ی سانتی‌گراد گرم شده است. همچنین می‌دانیم تغییرات چشمگیر در اقلیم زمین می‌تواند با تغییرات مدار زمین به‌دور خورشید مرتبط باشد؛ اما مدلسازی تکامل مداری منظومه‌ی شمسی در طول زمان دشوار است.

منظومه شمسی نسبتا پایدار است، اما مدار‌ها ممکن است به راحتی تغییر کنند. برای مثال مدار زمین به صورت منظم تحت تأثیر سیاره‌های غول‌پیکر قرار می‌گیرد که می‌تواند به تغییرات بلندمدت در گریز از مرکز مداری، انحراف محوری و حرکت تقدیمی منجر شود. این تغییرات که در طول ده‌ها هزار سال رخ می‌دهند، به چرخه‌های میلانکوویچ معروف هستند.

این پژوهش بر یک رویداد شناخته‌شده متمرکز بود که حدود ۲٫۸ میلیون سال پیش رخ داد. در آن زمان، ستاره‌ای خورشیدمانند به نام HD ۷۹۷۷ از کنار منظومه شمسی گذشت و آن‌قدر به ما نزدیک شد که از داخل ابر اورت پرواز کرد.

ستاره‌ی یادشده احتمالا از فاصله‌ی ۳۱ هزار واحد نجومی عبور کرد. این فاصله ۳۱هزار برابر فاصله‌ی زمین تا خورشید و زیادتر از آن است که تاثیر چندانی داشته باشد. بااین‌حال، ستاره ممکن است تا فاصله‌ی چهار هزار واحد نجومی نیز نزدیک شده باشد.

پژوهشگر‌ها با اجرای شبیه‌سازی‌ها به این نتیجه رسیدند که فاصله‌های نزدیک‌تر به انتهای کوچک‌تر محدوده، بر حرکت سیاره‌ها نسبت به خورشید نوعی تأثیر گرانشی می‌گذارند. HD ۷۹۷۷ نیز تنها ستاره‌ی گذرا است که با قطعیت می‌توانیم عبور آن را شناسایی کنیم؛ اما بر اساس تخمین دانشمندان یک ستاره در هر یک میلیون سال از فاصله‌ی ۵۰ هزار واحد نجومی و هر بیست میلیون سال از فاصله‌ی ۱۰ هزار واحد نجومی از منظومه شمسی عبور می‌کند.

تخمین‌ها بدان معنی هستند که کاملا ممکن است ستاره‌ای در حال عبور بر اقلیم زمین در گذشته تأثیر گذاشته و حتی نقشی بنیادی بر بیشینه‌ی حرارتی آن داشته باشد. پژوهش‌های آینده درباره‌ی تکامل بلندمدت منظومه شمسی این عبور‌ها را درنظر می‌گیرند. پژوهشگر‌ها در مقاله‌شان می‌نویسند:

ما نشان دادیم که برخورد‌های ستاره‌ای نقش مهمی در تکامل متغیر و بلندمدت منظومه شمسی‌مان ایفا می‌کنند. گرچه ده‌ها میلیون سال طول می‌کشد تا آثار عبور ستاره‌ای خود را نشان دهند، تکامل مداری بلندمدت زمین و دیگر سیاره‌ها با این ستاره‌ها ارتباط دارد. / زومیت