آیا عبور ستاره HD7977 یک بارش عظیم دنباله‌دارها بر روی زمین، ۲٫۵ میلیون سال پیش، ایجاد کرد؟
به‌طور معمول تصور می‌شود که کیهان خارج از سامانهٔ خورشیدی تأثیر کمی بر حیات روی زمین دارد. اشیای بین‌ستاره‌ای، همانند بازدیدکنندهٔ اخیر 3I/ATLAS، این تصور را به چالش می‌کشند، زیرا به‌صورت ناگهانی به فضاهای ما غلبه می‌کنند. بزرگ‌ترین تأثیر بر بشریت می‌تواند به شکل بازدیدی از فناوری بیگانه باشد. اما حتی بازدیدکنندگان طبیعی از همسایگی کهکشانی‌مان نیز می‌توانستند بر حیات زمینی اثر بگذارند.
به‌عنوان مثال، هنگامی که ستاره‌ای از حاشیه سامانهٔ خورشیدی عبور می‌کند، می‌تواند به‌وسیلهٔ جاذبهٔ خود دنباله‌دارهای ابر آورت را به سمت زمین پرتاب کند و یک بارش شهاب‌سنگی بزرگ ایجاد نماید که به‌شکل قابل‌توجهی بر حیات زمینی تأثیر می‌گذارد. آیا ستاره‌ای عبوری بر تکامل انسان‌های اولیه تأثیر گذاشت؟
این احتمال در مقالهٔ جدیدی که من به همراه دانشجوی مهمان زوؤایا کاو و پژوهشگر پیشین‌ام مورگان مک‌لوید (قابل دسترسی از اینجا) نوشته‌ام، مطرح شد؛ مقاله‌ای که به‌تازگی برای انتشار در مجلهٔ معتبر Nature پذیرفته شد. ما به‌طور خاص به مورد ستارهٔ نزدیک HD7977 پرداخته‌ایم که حدود ۲٫۵ میلیون سال پیش از ابر آورت عبور کرد، در زمانی که گونهٔ انسانی بر روی زمین ظهور یافت. محاسبات ما نشان داد که این عبور ستاره احتمالاً ابر داخلی آورت را دوباره پر کرده و ممکن است یک بارش دنباله‌دارهای چشم‌گیری بر روی زمین ایجاد کرده باشد.
ابر آورت چیست و چگونه می‌دانیم که وجود دارد؟ ویژگی‌های دنباله‌دارهایی که دورهٔ مداری بسیار طولانی‌ای حول خورشید دارند، نشان می‌دهد که یک مخزن دوردست از اجسام کوچک به خورشید بسته شده و حاشیهٔ سامانهٔ خورشیدی را تعریف می‌کند، که تا ۱۰۰٬۰۰۰ بار فاصلهٔ زمین‑خورشید (یعنی یک واحد نجومی، مخفف AU) امتداد دارد. درک این‌که دنباله‌دارها در اصل «گلولهٔ برفی کثیف» هستند، به‌دست ستاره‌شناس رصدخانهٔ کالج هاروارد فِرِد ویپل در سال ۱۹۵۰ هنگامی که در برفی‌روزهای هاروارد اسکوئر قدم می‌زد، پیشگام شد. این نکته نشان می‌دهد که دنباله‌دارها باقی‌مانده‌های یخی از شکل‌گیری سامانهٔ خورشیدی‌اند که هسته‌هایشان در مخزنی تقریباً کروی حول خورشید ذخیره می‌شود، مخزنی که پس از ستاره‌شناس هلندی یان آورت (Jan Oort) که در سال ۱۹۵۰ آن را منبع دنباله‌دارهای دورهٔ طولانی معرفی کرد، نامیده می‌شود.
لبهٔ داخلی ابر آورت در حدود ۲۰٬۰۰۰ AU قرار دارد و فراتر از آن به‌نام ابر آورت خارجی (OOC) شناخته می‌شود. مخزن عظیم درون OOC به‌نام ابر آورت داخلی (IOC) نامگذاری شده است. IOC به‌صورت دینامیکی دنباله‌دارها را از طریق اختلالات ستاره‌ای و سیاره‌ای و همچنین جزر و مد کهکشانی به OOC می‌فرستد. دنباله‌دارهای ناشی از IOC همیشه در سامانهٔ داخلی خورشیدی قابل مشاهده نیستند، چرا که وقتی مدارها به بیضی‌ئیت بالایی می‌رسند، دنباله‌دارها توسط تبخیر یا پراکندگی ناشی از برخوردهای جاذبه‌ای با سیارات نابود می‌شوند.
مقالهٔ ما نشان می‌دهد که عبور نزدیک ستارهٔ HD 7977 می‌توانست به‌طور قابل‌توجهی ابر آورت داخلی (IOC) را مختل کند و شاید باعث افزایش جریان دنباله‌دارها در دورهٔ تغییرات اقلیمی جهانی مرتبط با گذار پلایوسی‑پلایستوسن شود؛ دوره‌ای که زمین از یک اقلیم گرم و نسبتاً ثابت به دورهٔ دوره‌های یخبندان‑گرمایش پلایستوسن، چند میلیون سال پیش، انتقال یافت. با درنظر گرفتن جرم، مسیر و زمان‌بندی واقعی HD 7977، ما بررسی کردیم تحت چه شرایطی می‌توانست این ستاره یک باران دنباله‌دارهای چشم‌گیر ایجاد کند و پیامدهای بعدی برای زمین چه می‌توانست باشند.
ما دریافتیم که شدت باران دنباله‌دارها به‌طور قوی به فاصلهٔ نزدیک‌ترین عبور HD7977 از خورشید (که به‌عنوان پارامتر b نشان داده شده) وابسته است؛ فاصله‌های ممکن عبور از ۲٬۳۰۰ AU تا حدود ۱۳٬۰۰۰ AU متغیر است. برای نزدیک‌ترین عبور با فاصلهٔ ۲٬۳۰۰ AU، احتمال برخورد دنباله‌دارهای یک کیلومتری بر سطح زمین به‌حدی یک مرتبه نسبت به حالت ثابت قبل از عبور ستاره افزایش یافت. این نتایج نشان می‌دهند که عبور HD7977 ممکن است باعث افزایش جریان دنباله‌دارها در دورهٔ گذار پلایوسی‑پلایستوسن شده باشد که می‌تواند به‌طور قابل‌قابل‌قبولی با تغییرات محیطی زمین در آن دوره ارتباط داشته باشد.
مطالعات ژئولوژیکی آینده که اوج نرخ شاخ‌سازهای ماهی را حدود ۳ میلیون سال پیش شناسایی کنند، می‌توانند شواهد حمایتی برای باران دنباله‌دارهایی که توسط عبور HD 7977 ایجاد شده باشد، فراهم آورند. ما همچنین به‌دنبال شاخ‌سازهای زمینی با سن‌های اسمی تا ۱۰ میلیون سال گشتیم تا نامزدهای بالقوه‌ای که با افزایش پیشنهادی جریان ضربه‌گیرها مرتبط هستند، شناسایی کنیم. هم‌اکنون ثبت‌شده و همچنین گزارش‌نشدهٔ ضربات ممکن است با باران دنباله‌دارهای ایجادشده توسط HD 7977 ارتباط داشته باشند. در حالی که دیدگاه غالب گذار پلایوسی‑پلایستوسن را عمدتاً به ضربات شهاب‌سنگی نسبت می‌دهد، نتایج ارائه‌شده در اینجا سناریوی جایگزین قابل‌پذیری با بمباران دنباله‌دارها را پیشنهاد می‌کند. برای ارزیابی نقش احتمالی چنین مکانیزمی پژوهش‌های ژئولوژیکی بیشتری مورد نیاز است.
قابلیت شناسایی باران دنباله‌دارهای مرتبط با HD 7977 در سوابق زمین‌شناسی وابسته به این است که شدت آن از نرخ پس‌زمینهٔ ضربات شهاب‌سنگی فراتر برود. تشخیص میان شاخ‌سازهای شهاب‌سنگی و دنباله‌داری دشوار است. افزون بر این، برخی دنباله‌دارها ممکن است در اتمسفر تجزیه شوند و شاخ‌ساز باقی نگذارند. مطالعات ژئولوژیکی آینده که چنین سیگنالی را تأیید کنند، پشتیبانی از نقش احتمالی عبور HD 7977 در گذار پلایوسی‑پلایستوسن را فراهم می‌آورند.
به‌طور خلاصه، مقالهٔ جدید ما نشان می‌دهد که باران دنباله‌دارهای ناشی از HD 7977 ممکن است جریان ضربه‌گیرهای زمین را در دوران گذار پلایوسی‑پلایستوسن تحت تأثیر قرار داده باشد و می‌توانست عاملی در اختلالات محیطی مرتبط با این مرز زمین‌شناسی باشد.
هر چه بیشتر در مورد همسایگی کیهانی‌مان می‌دانیم، بیشتر می‌آموزیم که چگونه می‌توانست بر تاریخ بشریت تأثیر بگذارد. این احتمال وجود دارد که HD 7977 اثرات محیطی‌ای را برانگیخته باشد که به پیدایش انسان‌ها کمک کرده است. در چنین حالتی، گونهٔ انسانی وجود خود را مدیون تاثیر یک ستارهٔ تصادفی بر مجموعه‌ای از «گلوله‌های برفی کثیف» در لبهٔ بیرونی سامانهٔ خورشیدی می‌داند.
***
درک مسائل کار هنری است. پیشبرد فهم علمی جایگاه ما در جهان شبیه خلق هنری یک نقاشی یا مجسمه است. چنین آفرینش‌هایی ابتدا در ذهن دانشمند یا هنرمند شکل می‌گیرند، اما پس از تجسم — برای ما دیدگاهی نوین نسبت به واقعیت فیزیکی که پیرامونمان می‌بینیم، فراهم می‌آورند.
در پایهٔ علم خلاق و هنر، تواضع برای یادگیری است نه غرور تخصص. من امروز این نکته را پیش صد نفر که برای تجلیل از خلاقیت هنرمند برجستهٔ Greg Wyatt آمده بودند، بیان کردم؛ او ۵۱ نقاشی آبرنگی از دانشمندان برجسته و ۲ مجسمهٔ برنزی از Galileo Galilei به دفتر من در رصدخانهٔ کالج هاروارد اهداء کرده بود. آهنگساز خلاق، David Ibbett، قطعهٔ موسیقی اصلی‌ای که از جدیدترین تصاویر 3I/ATLAS الهام گرفته بود، اجرا کرد.
اما بزرگ‌ترین هدیه‌ای که Greg به من داد، پایهٔ یک مجسمهٔ برنزی جدید به همراه پلاتالیناست که به من امکان می‌دهد آن را شکل بدهیم و به زندگی برسانم. برنامه‌ام این است که یک مجسمهٔ برنزی از یک موجود بیگانه با عنوان «بیگانه» ایجاد کنم؛ یا از خیال خالص، یا — اگر به زودی بیگانگی واقعی کشف کنم — به‌عنوان بخشی از تلاش علمی‌ام برای توصیف او.
گالیله گالیله مجموعه‌ای شامل شش نقاشی آبرنگی از ماه در فازهای مختلف آن «از زندگی» تولید کرد؛ او این قمر را در پاییز سال 1609 با تلسکوپ مشاهده کرد. این آثار، نخستین تصویر واقع‌گرایانهٔ ماه در تاریخ را به شمار می‌آیند.
همان‌طور که گالیله در نقاشی‌های ماه خود نشان داد، مرز میان علم و هنر در لبه‌های دانش ما مبهم است.