10 ملايين سنة.. صخور المحيط تكشف دليلاً نادرًا على انفجار نجمي أثر على كوكب الأرض

انفجار المستعرات العظمى وتأثيره على الأرض قبل 10 ملايين سنة كشف دراسة حديثة أظهرت أن انفجار مستعر أعظم قريب أرسل موجة من الأشعة الكونية أصابت الأرض، ما ظهر في ارتفاع حاد لنظير البريليوم-10 في قشرة الحديد المنغنيزية العميقة على قاع المحيط الهادئ، وهي نويدة كونية تتكون حين تصطدم الجسيمات عالية الطاقة بذرات الهواء العلوي، مما يؤكد تأثير المستعرات العظمى على النظام الشمسي بشكل مباشر خلال تلك الحقبة.

فهم تأثير انفجار المستعرات العظمى على الأرض ومستويات الأشعة الكونية

يُعد المستعر الأعظم انفجارًا نجمياً هائلًا ينهي حياة نجم ضخم، ويطلع كميات ضخمة من الضوء والإشعاعات والجسيمات ذات الطاقات العالية، ويقسم علماء الفلك المستعرات العظمى إلى نوعين رئيسيين: النوع الأول هو المستعرات العظمى المنهارة التي تحدث عندما ينفد وقود النجوم الضخمة، والنوع الثاني هو المستعرات العظمى من النوع Ia الناتجة عن الاشتعال النووي الجامح في الأقزام البيضاء داخل الأنظمة الثنائية. رغم أن هذه الانفجارات قصيرة الأمد إلا أنها تتفوق في سطوعها على المجرات بالكامل، كما أنها تصنع العناصر الثقيلة الموجودة في أجسامنا وقشرة الأرض، ويعتمد مدى تأثير انفجار المستعر الأعظم على الأرض بشكل كبير على المسافة الفاصلة، إذ تنتشر الطاقة وتضعف عند انتقالها عبر الفضاء الواسع، وعادة ما تكون الأحداث بعيدة جدًا ولا تشكل خطرًا علينا، وإنما تتيح رؤيتها للتلسكوبات فقط. بينما في حال وقوع انفجار مستعر أعظم على بعد حوالي 30 سنة ضوئية، فإنه يؤدي إلى إزالة جزء من طبقة الأوزون، ما يسمح بأشعة فوق بنفسجية أسرع الوصول للأرض ويضع ضغوطًا كبيرة على النظم البيئية، وعلى بعد عدة مئات من السنين الضوئية، قد تتغير كيمياء الأوزون وترتفع مستويات الأشعة الكونية لفترة محدودة دون الوصول إلى حد تهديد الحياة.

دراسة الصخور المعدنية وقصة الأشعة الكونية الناتجة عن انفجار المستعرات العظمى

تمكن فريق البحث بقيادة إفريم ماكوني من جامعة فيينا من اكتشاف علامات مذهلة في قشور الحديد المنغنيزية العميقة لقاع المحيط الهادئ، حيث لاحظوا ارتفاعًا واضحًا في مستويات البريليوم-10 الذي يعود عمره إلى حوالي 10.1 مليون سنة، وهو إشعار بصعود نشاط أشعة كونية قوية وصل إلى الأرض في تلك الحقبة. وأوضح الدكتور دومينيك كول من مركز هيلمهولتز في دريسدن روسندورف (HZDR) أن كمية البريليوم-10 كانت تقريبًا ضعف التوقعات، ما دفع الفريق إلى البحث عن النجوم القريبة التي يمكن أن تكون قد تحدث فيها مستعرات عظميّة في الوقت المناسب. باستخدام بيانات مرصد جايا ودراسة تحركات المدارات لـ 2725 مجموعة نجمية مفتوحة عبر آخر 20 مليون سنة، توصل الفريق إلى إحتمالية 68% لانفجار نجم واحد على الأقل على بعد 326 سنة ضوئية خلال فترة ارتفاع مستويات البريليوم.

• تحليل قشور الحديد المنغنيزية عميقة من المحيط الهادئ
• قياس ارتفاع مستويات البريليوم-10 كدليل على الأشعة الكونية
• استخدام بيانات جايا الفلكية لرصد تحركات ومواقع العناقيد النجمية
• ربط انفجار مستعر أعظم بموجة الأشعة الكونية للأرض منذ 10 ملايين سنة

موقع الشمس في المجرة والعلاقة بين انفجار المستعرات العظمى وموجة رادكليف الغازية

قبل نحو 10 ملايين سنة، كان نظامنا الشمسي يتواجد ضمن منطقة أكثر ازدحامًا بالغبار والنجوم في مجرة درب التبانة، إذ مرَّ عبر سلسلة متعرجة طويلة من الغاز والنجوم الشابة المعروفة بـ “موجة رادكليف”، التي تشكل العمود الفقري لتكوين النجوم القريبة. وقد جرى رسم هذه البنية باستخدام خرائط ثلاثية الأبعاد للغبار إلى جانب بيانات جايا الفلكية، ما أعاد تشكيل نظرة العلماء إلى بيئتنا المجاورة في المجرة. كشفت الدراسة الأخيرة أيضًا عن شريط غازي بطول 9000 سنة ضوئية يمتد عبر العديد من السحب المعروفة، مما يوضح السياق الكوني لانفجار المستعرات العظمى وتأثيرها على النظام الشمسي حينئذ.