آیا عبور ستاره HD7977 در حدود ۲٫۵ میلیون سال پیش باعث بارش شهاب‌سنگی عظیم بر روی زمین شد؟
به‌طور معمول بر این باور استیم که جهان خارج از سامانه خورشیدی تأثیر کمی بر حیات روی زمین دارد. اشیای بین‌ستاره‌ای، مانند بازدیدکنندهٔ اخیر ۳I/ATLAS، این تصور را به‌چالش می‌کشند؛ زیرا به‌طور ناگهانی به فضای ما نفوذ می‌کنند. بزرگ‌ترین تأثیر ممکن بر بشریت می‌تواند به‌صورت بازدید فناوری فرازمینی باشد؛ اما حتی بازدیدکنندگان طبیعی از همسایگی کهکشانی‌مان نیز می‌توانستند بر حیات زمینی اثرگذار باشند.
برای مثال، وقتی ستاره‌ای از حاشیه‌های سامانه خورشیدی عبور می‌کند، می‌تواند با نیروی جاذبهٔ خود شهاب‌سنگ‌های ابر اورت را به سمت زمین هدایت کند و بارش شهاب‌سنگی عظیمی ایجاد نماید که می‌تواند به‌طور قابل‌توجهی بر حیات خاکی تأثیر بگذارد. آیا عبور یک ستاره می‌توانست بر تکامل انسان‌های اولیه تأثیر بگذارد؟
این امکان در مقالهٔ جدیدی که با دانشجوی مهمان ژوایا کائو و پژوهشگر پسادکترا گذشته‌ام، مورگان مک‌لود، تدوین کردیم (دسترس‌پذیر اینجا)، که به‌تازگی برای چاپ در مجلهٔ معتبر Nature پذیرفته شد، مورد بررسی قرار گرفت. ما به‌ویژه ستارهٔ نزدیک HD7977 را که حدود ۲٫۵ میلیون سال پیش از ابر اورت عبور کرد، مطالعه کردیم؛ زمانی که گونهٔ انسانی بر روی زمین ظاهر می‌شد. محاسبات ما نشان داد که این عبور ستاره احتمالاً ابر اورت داخلی را بازتولید کرده و ممکن است بارش شهاب‌سنگی قابل‌توجهی را بر روی زمین ایجاد کرده باشد.
ابر اورت چیست و چگونه وجود آن را می‌دانیم؟ ویژگی‌های دنباله‌دارهای با دورهٔ مداری بسیار بلند حول خورشید نشان می‌دهد که مخزنی دوردست از اجسام کوچک به‌صورت گرانشی به خورشید بسته شده و حاشیهٔ سامانهٔ خورشیدی را تعریف می‌کند؛ این مخزن تا ۱۰۰٬۰۰۰ برابر فاصلهٔ زمین‑خورشید (واحد نجومی، مخفف AU) گسترش می‌یابد. این‌که دنباله‌دارها اساساً «توپ‌های برفی کثیف» هستند، توسط ستاره‌شناس رصدخانهٔ کالج هاروارد، فرید ویپل، در سال ۱۹۵۰ و هنگامی که او از هاروارد اسکوئر در یک روز برفی عبور می‌کرد، به‌دست آمد. این نکته نشان می‌دهد که دنباله‌دارها بقایای یخی از شکل‌گیری سامانهٔ خورشیدی هستند که هستهٔ آن‌ها در مخزنی تقریباً کروی دور خورشید ذخیره‌شده‌اند؛ مخزنی که پس از هولنگی هلندی، یان اورت، نامیده می‌شود، زیرا او در سال ۱۹۵۰ این ابر را به‌عنوان منبع دنباله‌دارهای بلندمدت پیشنهاد داد.
حاشیهٔ داخلی ابر اورت در حدود ۲۰٬۰۰۰ AU قرار دارد؛ مسیری که پس از آن به‌نام ابر اورت خارجی (OOC) شناخته می‌شود. مخزن عظیم داخل OOC، ابر اورت داخلی (IOC) نام دارد. IOC به‌صورت دینامیکی دنباله‌دارها را از طریق برهم‌کنش‌های ستاره‌ای، سیاره‌ای و همچنین جزر و مد کهکشانی به OOC می‌فرستد. دنباله‌دارهای ناشی از IOC همواره در سامانهٔ خورشیدی داخلی قابل مشاهده نیستند؛ زیرا وقتی مدارهایشان به بیضیویّت بالایی می‌رسد، دنباله‌دارها توسط تبخیر یا پراکنده شدن در اثر برخوردهای گرانشی با سیارات از بین می‌روند.
نتایج مقاله ما نشان می‌دهد که عبور نزدیک ستارهٔ HD 7977 می‌توانست ابر اورت داخلی را به‌طور قابل‌توجهی مختل کند و ممکن است باعث افزایش جریان دنباله‌دارها در دوران تغییّر آب و هوای جهانی مرتبط با انتقال پلایوسن‑پلیستوسن شود؛ دوره‌ای که زمین از اقلیم گرم و نسبتاً ثابت به سیکل‌های یخبندان‑گرما در پلیستوسن، چند میلیون سال پیش، تبدیل شد. با در نظر گرفتن جرم، مسیر و زمان دقیق عبور HD 7977، بررسی کردیم که تحت چه شرایطی می‌توانست این ستاره بارش شهاب‌سنگی مهمی ایجاد کند و پیامدهای بعدی برای زمین چه می‌بود.
ما دریافتیم که شدت بارش شهاب‌سنگی به‌طور شدیدی به فاصلهٔ نزدیک‌ترین عبور HD7977 از خورشید (که با پارامتر b نشان داده می‌شود) وابسته است؛ فاصله‌های ممکن عبور بین ۲٬۳۰۰ AU تا حدود ۱۳٬۰۰۰ AU متغیر است. برای نزدیک‌ترین فاصلهٔ ۲٬۳۰۰ AU، احتمال برخورد دنباله‌دارهای یک کیلومتری با زمین به‌طور قابل‌توجهی، تقریباً یک مرتبه، نسبت به حالت ثابت قبل از عبور ستاره افزایش یافت. این نتایج نشان می‌دهد که عبور HD7977 می‌توانست جریان دنباله‌دارها را در دورهٔ انتقال پلایوسن‑پلیستوسن تقویت کند؛ که به‌طور محتمل با تغییرات زیست‌محیطی آن دوران مرتبط است.
مطالعات زمین‌شناسی آینده که نقطه اوج نرخ فروریزی بر روی ماه را در حدود ۳ میلیون سال پیش شناسایی کنند، می‌توانند شواهدی حمایتی برای بارش شهاب‌سنگی ناشی از عبور HD 7977 فراهم آورند. ما همچنین کراترهای اثر بر روی زمین با سنین نامی تا ۱۰ میلیون سال را بررسی کردیم تا کاندیدهای احتمالی مرتبط با افزایش پیشنهادی جریان شهاب‌سنگ‌ها را شناسایی کنیم. هر دو نوع اثر ثبت‌شده و غیرثبت‌شده ممکن است با بارش شهاب‌سنگی ناشی از HD 7977 ربط داشته باشند. در حالی که دیدگاه غالب انتقال پلایوسن‑پلیستوسن را عمدتاً به اثرات شهاب‌سنگی نسبت می‌دهد، نتایج ارائه‌شده اینجا یک سناریوی جایگزین محتمل شامل بمباران شهاب‌سنگی را نشان می‌دهد. برای ارزیابی نقش احتمالی این مکانیزم، تحقیقات زمین‌شناسی بیشتری مورد نیاز است.
قابلیت تشخیص بارش دنباله‌دار ناشی از HD 7977 در شواهد زمین‌شناسی به این بستگی دارد که شدت آن از نرخ پس‌زمینهٔ برخوردهای شهاب‌سنگی بیشتر باشد. تمایز بین دهانه‌های اثر شهاب‌سنگی و شهاب‌پرتو دشوار است. علاوه بر این، برخی دنباله‌دارها ممکن است در جو تجزیه شوند و هیچ دهانه‌ای پشت سر نگذارند. مطالعات زمین‌شناسی آینده که این سیگنال را تأیید کنند، می‌توانند پشتیبانی بیشتری برای نقش احتمالی عبور HD 7977 در انتقال پلایوسن‑پلیستوسن فراهم کنند.
به‌طور خلاصه، مقالهٔ جدید ما نشان می‌دهد که بارش دنباله‌دار ناشی از عبور HD 7977 می‌توانست جریان اثرات بر زمین را در دورهٔ انتقال پلایوسن‑پلیستوسن تحت تأثیر قرار دهد و احتمالا عاملی در اختلالات زیست‌محیطی مربوط به این مرز زمین‌نگاری بود.
هرچه بیشتر دربارهٔ همسایگی کیهانی‌مان بدانیم، بیشتر می‌آموزیم که چگونه می‌توانست بر تاریخ بشریت تأثیر بگذارد. این امکان وجود دارد که HD 7977 اثرات زیست‌محیطی را به‌وجود آورده باشد که پیدایش انسان را تسهیل کرده است. در چنین حالتی، گونهٔ انسانی مدیون وجود خود به تأثیر یک ستارهٔ تصادفی بر مجموعه‌ای از توپ‌های برفی کثیف در بیرون سامانهٔ خورشیدی است.
***
درک مسائل، یک هنر است. پیشبرد درک علمی از جایگاه‌مان در جهان، شبیه خلق یک نقاشی یا یک مجسمه است. این خلق‌کردها ابتدا در ذهن دانشمند یا هنرمند شکل می‌گیرد، اما پس از تجسم — آن‌ها به ما چشم‌انداز جدیدی از واقعیت فیزیکی که پیرامونمان می‌بینیم، می‌بخشند.
در پایهٔ علم و هنر خلاق، تواضع برای یادگیری است، نه غرور تخصص. امروز این نکته را در حضور صد نفر که برای تجلیل از خلاقیت هنرمند برجستهٔ گریگ وایت جمع شده بودند، بیان کردم؛ او ۵۱ نقاشی آب‌رنگی از دانشمندان برجسته و دو مجسمهٔ برنزی از گالیله گالیله را به دفترم در رصدخانهٔ کالج هاروارد اهداء کرده بود. آهنگساز خلاق، دیوید آیبت، قطعهٔ آهنگی اصلانه‌ای را که از تصاویر جدید ۳I/ATLAS الهام گرفته بود، اجرا کرد.
اما بزرگ‌ترین هدیه‌ای که گریگ به من داد، پایهٔ یک مجسمهٔ برنزی جدید به همراه پلاستالین است که به من امکان می‌دهد آن را شکل داده و به زندگی ببخشم. من قصد دارم یک مجسمهٔ برنزی از یک موجود بیگانه بسازم که «بیگانه» نام دارد؛ یا از تخیلات خالص خلق کنم یا—اگر به‌زودی بیگانه‌ای واقعی کشف کنم—به‌عنوان بخشی از تلاش علمی‌ام برای توصیف او.
گالیله گالیله مجموعه‌ای شامل شش نقاشی آب‌رنگی از ماه در فازهای مختلف «از زندگی» تولید کرد؛ او این نقاشی‌ها را در پاییز سال ۱۶۰۹، هنگامی که از طریق تلسکوپ ماه را می‌نگریست، به‌دست آورد. این آثار نخستین بازنمایی واقعی از ماه در تاریخ محسوب می‌شوند.
همان‌گونه که گالیله در نقاشی‌های ماهش نشان داد، مرز بین علم و هنر در لبه‌های دانش ما مبهم است.