02:36 م
الإثنين 30 سبتمبر 2024
عندما ينفجر نجم ضخم ويتحول إلى مستعر أعظم، فإنه يفعل أكثر من مجرد إطلاق كمية هائلة من الطاقة، بل إن هذا الحدث الكوني مسؤول عن تكوين بعض العناصر الثقيلة، بما في ذلك الحديد، الذي ينطلق إلى الفضاء نتيجة الانفجار.
على الأرض، هناك تراكمان من نظير الحديد Fe60 في رواسب قاع البحر والتي يرجع العلماء تاريخها إلى حوالي 2 و6 ملايين سنة مضت.
كما أدت الانفجارات التي خلقت الحديد إلى جرعة من الإشعاع الكوني على الأرض.
في بحث جديد قدم إلى مجلة Astrophysical Journal Letters، يفحص العلماء مقدار الطاقة التي وصلت إلى الأرض من هذه الانفجارات وكيف أثر هذا الإشعاع على الحياة على الأرض.
عنوان الورقة البحثية هو “الحياة في الفقاعة: كيف ترك المستعر الأعظم القريب آثارًا عابرة على طيف الأشعة الكونية وبصمات لا تمحى على الحياة”. المؤلف الرئيسي هو كايتلين نوجيري من جامعة كاليفورنيا سانتا كروز.
يقول المؤلفون “إن الحياة على الأرض تتطور باستمرار تحت التعرض المستمر للإشعاع المؤين من أصل أرضي وكوني”.
يتناقص الإشعاع الأرضي ببطء على مدى مليارات السنين. ولكن ليس الإشعاع الكوني. إن كمية الإشعاع الكوني التي تتعرض لها الأرض تختلف مع تحرك نظامنا الشمسي عبر المجرة.
يكتب المؤلفون: “نشاط المستعر الأعظم القريب (SN) لديه القدرة على رفع مستويات الإشعاع على سطح الأرض بعدة أوامر من حيث الحجم، ومن المتوقع أن يكون له تأثير عميق على تطور الحياة”.
يشرح المؤلفون أن التراكم الذي يبلغ عمره مليوني عام هو نتيجة مباشرة لانفجار مستعر أعظم، والتراكم الأقدم حدث عندما مرت الأرض عبر فقاعة.
الفقاعة في عنوان الدراسة تأتي من نوع معين من النجوم يسمى نجوم OB. وهي نجوم ضخمة وساخنة وقصيرة العمر تتشكل عادة في مجموعات، وفقا لتقرير ساينس ألرت.
تطلق هذه النجوم رياحًا قوية متدفقة تخلق “فقاعات” من الغاز الساخن في الوسط بين النجوم. يقع نظامنا الشمسي داخل إحدى هذه الفقاعات، والتي تسمى الفقاعة المحلية، والتي يبلغ عرضها حوالي 1000 سنة ضوئية وولدت قبل عدة ملايين من السنين.
دخلت الأرض الفقاعة المحلية منذ حوالي 5 أو 6 ملايين سنة، وهو ما يفسر تراكم Fe60 الأقدم. ووفقًا للمؤلفين، فإن تراكم Fe60 الأصغر من 2 أو 3 ملايين سنة يأتي مباشرة من مستعر أعظم.
الفقاعة المحلية ليست مكانًا هادئًا. فقد استغرق الأمر العديد من المستعرات العظمى لإنشائها. يكتب المؤلفون أن الأمر استغرق 15 انفجارًا على مدار الـ 15 مليون سنة الماضية لإنشاء المستعر الأعظم.
ويكتبون: “نعلم من إعادة بناء تاريخ المستعر الأعظم أن 9 مستعرات عظمى على الأقل انفجرت خلال الـ 6 ملايين سنة الماضية”.
أخذ الباحثون جميع البيانات وحسبوا كمية الإشعاع من المستعرات العظمى المتعددة في المستعر الأعظم.
ويكتبون: “ليس من الواضح ما هي التأثيرات البيولوجية لمثل هذه الجرعات الإشعاعية”، لكنهم يناقشون بعض الاحتمالات.
ربما كانت جرعة الإشعاع قوية بما يكفي لإحداث انقطاعات مزدوجة السلسلة في الحمض النووي. هذا ضرر شديد ويمكن أن يؤدي إلى تغييرات كروموسومية وحتى موت الخلايا. ولكن هناك تأثيرات أخرى من حيث تطور الحياة على الأرض.
“إن الانقطاعات ذات السلسلتين في الحمض النووي يمكن أن تؤدي إلى حدوث طفرات وزيادة تنوع الأنواع”، كما كتب الباحثون. وأظهرت ورقة بحثية عام 2024 أن “معدل تنوع الفيروسات في بحيرة تنجانيقا الأفريقية تسارع منذ 2-3 ملايين سنة”. هل يمكن أن يكون هذا مرتبطًا بإشعاع المستعر الأعظم؟
يقول المؤلفون: “سيكون من المغري أن نفهم بشكل أفضل ما إذا كان يمكن أن ينسب هذا إلى الزيادة في جرعة الإشعاع الكوني التي نتوقع حدوثها خلال تلك الفترة”.
لم يكن إشعاع المستعر الأعظم قويًا بما يكفي لإحداث انقراض. ولكن ربما كان قويًا بما يكفي لإحداث المزيد من الطفرات، ما قد يؤدي إلى المزيد من تنوع الكائنات.
الإشعاع هو دائمًا جزء من البيئة. يرتفع وينخفض مع تطور الأحداث ومع تحرك الأرض عبر المجرة. بطريقة ما، يجب أن يكون جزءًا من المعادلة التي خلقت تنوع الحياة على كوكبنا.
بدون انفجارات المستعر الأعظم، قد تبدو الحياة على الأرض مختلفة تمامًا. كان لابد أن تسير العديد من الأمور على ما يرام حتى نصل إلى هنا. ربما لعبت انفجارات المستعرات العظمى في الماضي البعيد دورًا في السلسلة التطورية التي أدت إلى وجودنا.