شاید عبور ستارگان از نزدیکی منظومه شمسی شرایط اقلیمی زمین را تغییر داده باشد

اینک پژوهش جدیدی نشان داده که گذر ستارگان عظیم نیز ممکن است در مدار زمین تغییر ایجاد کنند. بررسی تاثیر گرانشی این ستارگان و برقراری ارتباط میان تغییرات گذشته مدار زمین و شرایط اقلیمی آن، البته کار بسیار دشواری است.

جنبه‌هایی از مدار زمین به دور خورشید در گذر زمان تغییر می‌کنند. برای نمونه، هر ۱۰۰هزار سال، در اثر گرانش مشتری و زحل، شکل آن از مداری نزدیک به دایره به حالت بیضی تغییر می‌کند.

از نظر تاریخی، نخستین کسی که به تاثیر منظومه زمین‌ــ‌خورشید بر آب‌وهوای سیاره ما پی‌ برد، فیزیک‌دان و ستاره‌شناس صرب، میلوتین میلانکوویچ، بود که در دهه ۱۹۲۰، چند چرخه طبیعی را در مدار زمین به دور خورشید کشف کرد و گفت که این چرخه‌ها ممکن است عامل تغییرات اقلیمی عمده باشند.

در اثر این پدیده، میزان تابش خورشید بر زمین تغییر می‌کند و از این رو، تغییرات اقلیمی حاصل از آن ممکن است زمین را وارد یک عصر یخبندان کند.

دانشمندان در پژوهش اخیر، به شبیه‌سازی گذشته زمین پرداختند تا برخی از این تغییرات در مدار زمین در گذشته را بررسی کنند. در عین حال، این شبیه‌سازی‌ همانند پیش‌بینی‌های هواشناسی با عدم‌قطعیت بسیاری روبروست و در بازه‌های زمانی طولانی، در اثر تغییرات نمایی، دقت خود را از دست می‌دهد.

دانشمندان پیش از این بر این باور بودند که می‌توانند مسیر مداری زمین را تا بیش از ۷۰ میلیون سال پیش‌ بررسی کنند. این سنخ شبیه‌سازی‌ها البته یک عیب بزرگ‌ داشتند و آن هم این بود که تاثیرات اجرام دیگر خارج از منظومه شمسی را در نظر نمی‌گرفتند. اکنون مشخص شده که منظومه شمسی نیز به عنوان بخشی از کهکشان راه شیری، نسبتا به طور مداوم، میزبان ستارگانی است که گاهی از نزدیکی آن عبور می‌کنند.

دانشمندان می‌گویند که ستارگان در حدود هر یک میلیون سال، تقریبا ۲۰ بار و از فاصله بین ۲۰۰ هزار واحد نجومی از خورشید عبور می‌کنند. هر واحد نجومی برابر با فاصله زمین تا خورشید و تقریبا ۱۵۰ میلیون کیلومتر است.

محاسبات دانشمندان در دسامبر سال ۲۰۲۳ میلادی نشان داد که چنین ستاره‌ای می‌تواند یک میلیارد سال دیگر، زمین را از مدار خود براند و از این رو سیاره ما را از فرو رفتن به کام خورشید در آن زمان نجات دهد. خورشید ستاره‌ای است که در میلیارد‌ها سال آینده بزرگ و بزرگ‌تر می‌شود و یکی از سناریوهای آتی دانشمندان این است که خورشید، زمین را در مراحل پایانی عمر خود خواهد بلعید.

این بررسی، دو تن از پژوهشگران آن تیم تحقیقاتی را بر آن داشت که اثر عبور ستارگان را بر مدار زمین در زمان‌های گذشته بررسی کنند.

دکتر ناتان کایب، محقق موسسه علوم سیاره‌ای در آریزونا در این باره می‌گوید که دانشمندان قصد داشتند این موضوع را بررسی کنند که در شبیه‌سازی‌ها در اثر عبور تعدادی ستاره از منظومه شمسی برای زمین چه اتفاقی می‌افتد.

آن‌ها برای انجام این کار، صدها پیش‌بینی از نظر زمانی وارونه از مسیر سیارات در منظومه شمسی ایجاد و جزییات آن را در مقاله‌ای در «آستروفیزیکال ژورنال لترز» منتشر کردند.

دانشمندان با بررسی سناریوهای مختلف، به ایجاد تغییراتی در شرایط اولیه مدل‌سازی پرداختند و برای نمونه، ستاره‌ای خورشیدمانند را از فاصله ۲۰۰هزار واحد نجومی از خورشید گذر دادند.

دانشمندان می‌گویند، یکی از گزینه‌ها برای توضیح این که چرا دمای زمین در حدود ۵۶ میلیون سال پیش و در گذار میان دوران گذار میان پالئوسن و ائوسن، تقریبا تا ۸ درجه‌ سانتی‌گراد افزایش یافت، احتمالا یک رخداد تصادفی یعنی عبور ستاره‌ای از کنار منظومه‌ شمسی بوده است که در مدار زمین، اختلال ایجاد کرده است.

به گفته پژوهشگران، سوابق زمین‌شناسی، نشانه‌هایی از تغییر در گریز از مرکز مداری زمین و نیز نوسان‌ در شرایط اقلیمی را نشان می‌دهند. آن‌ها می‌گویند برای جستجوی علل ناهنجاری‌های اقلیمی در آن دوران، باید از وضعیت مدار زمین در آن زمان نیز اطلاع داشته باشیم.

دانشمندان برای بررسی آنچه که زمین طی حدود ۴.۵ میلیارد سال عمر خود تجربه کرده است، به حجم عظیمی از داده‌های زمین‌شناسی و همچنین مدل‌سازی و تجزیه‌وتحلیل آماری نیاز داشتند.

به گفته آن‌ها امروزه براساس سوابق زمین‌شناسی مشخص است که زمین طی دوره‌ بیشینه گرمایی پالئوسن-ائوسن در حدود بین ۵ تا ۸ درجه‌ سانتی‌گراد گرم شده است و این تغییرات اقلیمی ممکن است با تغییرات مدار زمین به‌ دور خورشید مرتبط باشد.

معمولا انتظار می‌رود که هر چند صد هزارسال، ستاره یا ستارگانی از ابر اورت یا از نزدیکی آن گذر کنند، اما گذر خیلی نزدیک‌تر، یعنی نزدیک‌تر از ۵۲ هزار واحد نجومی بسیار به ندرت و شاید هر ۹ میلیون سال یک‌بار رخ دهد.

پژوهشگران در این پژوهش، بر روی عبور ستاره‌ای خورشیدمانند به نام «اچ‌دی ۷۹۷۷» تمرکز کردند که در حدود ۲.۸ میلیون سال پیش، از کنار منظومه‌ شمسی عبور کرد و به ‌قدری به ما نزدیک شد که از درون ابر اورت (Oort) گذشت.

ابر اورت مجموعه وسیعی از جرم‌های یخی است که در فاصله چند صد میلیارد تا چند تریلیون کیلومتری خورشید امتداد یافته است.

پژوهشگران می‌گویند که ستاره اچ‌دی ۷۹۷۷ احتمالا از فاصله‌ ۳۱ هزار واحد نجومی ما عبور کرده است. اگرچه ممکن است به نظر برسد که این فاصله به قدری زیاد است که تاثیر چندانی روی زمین نداشته باشد.

اما دانشمندان می‌گویند که این امکان وجود دارد که ستاره‌ای در گذشته از نزدیکی منظومه شمسی عبور کرده و بر شرایط اقلیمی زمین تاثیر گذاشته باشد. با این همه، اثر گذر ستارگان در درازمدت ظاهر می‌شود و ممکن است ده‌ها میلیون سال طول بکشد تا تاثیرات آن مشخص شود.

به گفته دانشمندان، ستاره بعدی به نام گلیز ۷۱۰، در زمانی حدودا ۱.۳ میلیون سال دیگر از فاصله ۱۰هزار تا ۱۵ هزار واحد نجومی خورشید عبور خواهد کرد و هنوز نمی‌دانیم که گذر این ستاره چه تاثیری بر مدار زمین و شرایط اقلیمی آن بر جای خواهد گذاشت.