چاپ

نسیم گیلان - زومیت / برخوردهای نزدیک ستاره‌ای می‌توانند ساختار منظومه سیاره‌ای ما را تغییر دهند و به‌طور بالقوه زمین یا سایر سیاره‌ها را به نابودی محکوم کنند.
در مورد کهکشان ما یک تناقض جالب وجود دارد: هم پر از ستاره است و هم به‌طرز عجیبی خالی به نظر می‌رسد.
بازار
کهکشان راه شیری از این نظر شلوغ است که صدها میلیارد ستاره، همراه با ابرهای گسترده‌ای از گاز و غبار را در خود جای داده است؛ اما بااین‌حال، فضای زیادی بین آن‌ها وجود دارد: نزدیک‌ترین ستاره به خورشید، بیش از چهار سال نوری یا ده‌ها تریلیون کیلومتر با ما فاصله دارد. این فاصله بسیار زیاد است و مقایسه‌اش نیز دشوار به‌نظر می‌رسد. اینکه ده‌ها هزار سال طول می‌کشد تا کاوشگرهای فضایی به نزدیک‌ترین ستاره برسند، به‌سختی قابل درک است.
البته نقاط فشرده‌تری هم وجود دارند. برخی خوشه‌های ستاره‌ای هزاران ستاره را در حجم کوچکی از فضا جای می‌دهند و مرکز کهکشان را به منطقه‌ای شلوغ از ستاره‌ها تبدیل می‌کنند؛ اما اینجا، در حومه‌ی کهکشان، ستاره‌ها با فاصله‌ی بیشتری از هم قرار گرفته‌اند و هنگام چرخش در راه شیری فضای زیادی برای خود دارند.
بااین‌حال، اگر زمان کافی به ستاره‌ها داده شود، بعضی از آن‌ها وارد محدوده‌ی شخصی ما خواهند شد. حدود 80هزار سال پیش، یک کوتوله‌ی سرخ کوچک به نام ستاره‌ی شولز از فاصله‌ی تنها 0٫85 سال نوری از خورشید عبور کرد. در آینده، حدود 1٫3 میلیون سال دیگر، ستاره‌ای به نام Gliese 710 از فاصله‌ای به‌مراتب نزدیک‌تر، یعنی 0٫17 سال نوری، از کنار ما خواهد گذشت.
فاصله‌های یادشده در مقیاس انسانی شاید زیاد به نظر برسند، اما در مقیاس زمانی کهکشانی، تنها یک لحظه هستند. خورشید و مجموعه‌ی سیاره‌ها، سیارک‌ها و دنباله‌دارهای آن، بیش از 4٫5 میلیارد سال عمر دارند. در طول این بازه‌ی زمانی عظیم، تقریباً با اطمینان می‌توان گفت که خورشید با چندین ستاره‌ی دیگر مواجهه‌ی نزدیک داشته است. سؤال این است که چنین برخوردهایی چه اثری بر منظومه شمسی دارند؟
برخورد سیاره‌های منظومه شمسی
این تصویر مفهومی هنری، یکی از سیاره‌های درونی منظومه شمسی را به تصویر می‌کشد که تحت‌تأثیر ستاره‌ای عبوری، به مسیر برخورد با زمین سوق دادهشد. چنین فاجعه‌ی کیهانی ویرانگری بعید است که برای ما رخ دهد، اما مطالعات اخیر نشان می‌دهند که از نظر فنی، غیرممکن نیست.
ما می‌دانیم که خورشید در میان یک هاله‌ی عظیم از تریلیون‌ها جرم یخی احاطه شده که «ابر اورت» نامیده می‌شود؛ هرچند که هیچ‌کدام از این اجرام به‌تنهایی با تجهیزات کنونی قابل رؤیت نیستند، اما هر از گاهی یکی از آن‌ها به منظومه‌ی شمسی درونی وارد و به‌صورت دنباله‌دار دوره‌بلند در آسمان ما ظاهر می‌شود.
تخمین‌ها در مورد اندازه‌ی ابر اورت متفاوت است، اما ممکن است تا بیش از یک سال نوری از خورشید امتداد داشته باشد. اگر ستاره‌ای از درون این ناحیه عبور کند، می‌تواند با نیروی گرانشی خود به این توده‌های یخی ضربه بزند و صدها یا حتی هزاران مورد از آن‌ها را به سمت خورشید بفرستد که برخی از آن‌ها ممکن است به سیارات درونی برخورد کنند. برخی پژوهشگران حتی گمان کرده‌اند که چنین گذری ممکن است باعث وقوع یک انقراض گسترده شود.
مطالعه‌ای جدید که در نشریه‌ی Astrophysical Journal Letters منتشر شده، نشان می‌دهد که گذر ستاره‌ی شولز احتمالاً نمی‌توانسته اثری ویرانگر رقم بزند.
این ستاره بیش از حد کم‌جرم است و با سرعتی زیاد حرکت می‌کرد، بنابراین قادر نبوده ابر اورت را به‌طور مؤثر آشفته کند و باعث بارش مرگ بر دنیایمان شود. اما در گذر زمان، ستاره‌های دیگری ممکن است واقعاً دردسرساز شوند و در نواحی دورافتاده‌ی منظومه‌ی شمسی بیرونی، آشوب ایجاد کنند. خوشبختانه، احتمالاً هزاران هزاره فرصت داریم تا خود را آماده کنیم. بااین‌حال، چنین گذر آسمانی می‌تواند پیامدهای نگران‌کننده‌ی دیگری نیز داشته باشد.
بسیاری از ستاره‌شناسان درباره‌ی پایداری بلندمدت سیاره‌های منظومه شمسی فکر کرده‌اند؛ زیرا این سیاره‌ها در طول میلیون‌ها و میلیاردها سال، به‌طور گرانشی بر یکدیگر تأثیر می‌گذارند. منظومه‌ی شمسی اولیه با بی‌ثباتی‌های شدیدی روبرو بود، اما در دوران اخیر، این اثرات بسیار خفیف‌تر شده‌اند. بااین‌حال، به‌طرز عجیبی، عطارد، درونی‌ترین سیاره، به‌شدت در معرض این اثرات قرار دارد. فیزیک این پدیده پیچیده است، اما به‌طور خلاصه تغییرات کوچک در مدار نپتون (سیاره‌ای که بیش از همه تحت تأثیر عبور ستاره‌ها قرار می‌گیرد) به سمت داخل منظومه منتشر می‌شود. نپتون به اورانوس نیرو وارد می‌کند، اورانوس به زحل، زحل به مشتری و مشتری به‌عنوان بزرگ‌ترین سیاره بر همه‌ی دیگر اجرام اثر می‌گذارد.
درنتیجه، مدار عطارد و مشتری می‌توانند وارد یک «رزونانس» (هم‌نوسانی) شوند؛ یعنی دوره‌های مداری آن‌ها (طول سالشان) نسبت‌های ساده‌ای از یکدیگر باشند. وقتی این اتفاق می‌افتد، عطارد یک «هل» اضافی دریافت می‌کند (درست مثل کودکی که در تاب بازی با لگدزدن در زمان مناسب، نوسان خود را تقویت می‌کند).
از دهه‌ها پیش مشخص شده که اثرات یادشده می‌توانند بیضوی‌بودن مدار عطارد را تغییر دهند و گاهی آن را به یک بیضی کشیده تبدیل کنند. اگر مدار عطارد بیش از حد کشیده شود، ممکن است به درون خورشید سقوط کند یا آن‌قدر به زهره نزدیک شود تا از منظومه شمسی بیرون بیفتد. مریخ نیز ممکن است قربانی چنین وضعیتی شود؛ زیرا مثل عطارد، مدار بیضی‌تری نسبت به زمین یا زهره دارد و ممکن است در یک بازه‌ی زمانی بسیار طولانی دچار تغییرات چشمگیر در شکل مداری شود.
در گذشته، بیشتر شبیه‌سازی‌ها فرض می‌کردند که منظومه‌ی شمسی در انزوا قرار دارد و هیچ ستاره‌ دیگری در کار آن سرک نمی‌کشد؛ اما اکنون می‌دانیم که این‌طور نیست و برای درک دقیق سیر تحول منظومه شمسی، باید اثرات این «دخالت‌های ستاره‌ای» نیز در نظر گرفته شود.
بسیاری از شبیه‌سازی‌هایی که عبور ستارگان را لحاظ می‌کنند، معمولاً همه‌ی اثرات را به‌طور کامل بررسی نمی‌کنند؛ برای مثال، مدل‌سازی آن‌ها فقط برای چند ده میلیون سال اجرا می‌شود، در حالی که ممکن است بی‌ثباتی‌ها در بازه‌ی میلیاردها سال رشد کند و تأثیر خود را نشان دهند. برخی دیگر هم مدل‌سازی محدودی از برخوردهای ستاره‌ای ارائه داده‌اند، یعنی همه‌ی بازه‌های ممکن برای جرم، سرعت و فاصله‌ی عبور ستارگان که در کهکشان انتظار می‌رود را وارد مدل نکرده‌اند.
پژوهشی که ماه گذشته در ژورنال علمی Icarus منتشر شد، تلاش کرد تمام عوامل فوق را در شبیه‌سازی‌های پویاتر و واقع‌گرایانه‌تر از تحول دینامیکی منظومه شمسی درنظر بگیرد. بر اساس یافته‌های نویسندگان مقاله، با توجه به اینکه عبور ستاره‌ها از نزدیکی خورشید چندان هم پدیده‌ی نادری نیست، برخی از اجرام آسمانی کمی کمتر از آنچه پیش‌تر تصور می‌شد پایدار هستند.
جای تعجب نیست که پلوتو بیشترین آسیب را می‌بیند. (در پژوهش فقط هشت سیاره‌ی اصلی به همراه پلوتو مدل‌سازی شدند.) پیش‌تر تصور می‌شد مدار پلوتو نسبتاً پایدار است، اما شبیه‌سازی‌های جدید نشان می‌دهد که طی حدود پنج میلیارد سال آینده، احتمال 4 درصدی وجود دارد که پلوتو به‌طور کامل از منظومه شمسی خارج شود.
عبورها همچنین احتمال پایان ناخوشایند عطارد را افزایش می‌دهند. پژوهش‌های قبلی نشان داده بودند که به احتمال یک درصد، عطارد صرفا دراثر برهم‌کنش‌های سیاره‌ای درون منظومه، یا به درون خورشید سقوط می‌کند یا از منظومه شمسی بیرون انداخته می‌شود؛ اما طبق مطالعه‌ی جدید، حدود 0٫56 درصد احتمال دیگر وجود دارد که این رویدادها از طریق تعاملات ستاره‌ای رخ دهد. مریخ نیز با احتمال 0٫3 درصد ممکن است دچار «آفتاب‌سوختگی شدید» یا بی‌سرپناه در کهکشان سرگردان شود.
زمین هم از تهدیدها در امان نیست. پژوهش جدید نشان داده که کره‌ی خاکی ما با احتمال 0٫2 درصد ممکن است درگیر برخورد سیاره‌ای یا به فضای میان‌ستاره‌ای پرتاب شود. این احتمال بسیار پایین است، اما وقتی با چنین پیامدهای فاجعه‌باری روبرو هستیم، همین هم نگران‌کننده است.
لازم است دوباره به بازه‌های زمانی مورد بحث اشاره کنیم: ما درباره‌ی پنج میلیارد سال آینده صحبت می‌کنیم؛ یعنی تقریباً همان مقدار زمانی که از تولد منظومه‌ی شمسی تا به حال گذشته است. این بازه‌ی بسیار طولانی، جای هیچ نگرانی ندارد. ضمن اینکه در حال حاضر هیچ ستاره‌ای را نمی‌شناسیم که در چند میلیون سال آینده از فاصله‌ی بسیار نزدیک از کنارمان گذر کند.
در کوتاه‌مدت، نگرانی‌ها به‌ترتیب زمانی این‌ها هستند: گرمایش جهانی (در بازه‌ی دهه‌ها)، سیارک‌های متوسط (در بازه‌ی قرن‌ها)، اَبَرآتشفشان‌ها (در بازه‌ی صدها هزار سال) و سیارک‌های غول‌آسا (در بازه‌ی ده‌ها میلیون سال).
به‌یاد داشته باشید که منظومه‌ی شمسی مدت‌ها است وجود دارد و مهم‌تر از همه، زمین هنوز این‌جاست. طی این مدت کمی دست‌خوش آسیب شده، اما حیات ادامه دارد. در بازه‌ی بسیار بلندمدت، جهان مکان خطرناکی است، اما فعلاً حداقل از دید کیهانی می‌توانیم نفس راحتی بکشیم.