زمین ممکن است برخی از ویژگیهایش را مدیون ستارهای نزدیک باشد که درست در زمان شکلگیری منظومه خورشیدی منفجر شد. این انفجار حباب عظیمی ایجاد کرد که خورشید را دربرگرفت و با پرتوهای کیهانی آن را بمباران کرد. محققان میگویند این الگو ممکن است در سراسر کهکشان رایج باشد و نشان میدهد سیارات شبیه زمین میتوانند بسیار بیشتر از آنچه پیشتر تصور میشد، وجود داشته باشند.
دانشمندان با بررسی کردن نمونههای قدیمی شهابسنگها میدانند که منظومه خورشیدی جوان پر از عناصر رادیواکتیو تولیدکننده حرارت بود که به شتاب دچار واپاشی میشدند. حرارت حاصل از این عناصر، آب زیادی را از سنگها و دنبالهدارهایی که زمین را شکل دادند خارج کرد و به این ترتیب، مقدار مناسب آب برای شکلگیری زندگی روی سیاره فراهم شد.
اما پرسش این است که این عناصر چگونه به منظومه خورشیدی رسیدند. بسیاری از آنها معمولاً در انفجارهای ابرنواختر تولید میشوند، اما شبیهسازیهای قبلی نتوانستهاند نسبت دقیق این عناصر را که از شهابسنگها استنباط شده بود، بازسازی کنند. مشکل این بود که انفجارهای نزدیک ممکن بود آنقدر قدرتمند باشند که منظومه خورشیدی جوان را پیش از شکلگیری سیارات نابود کنند.
به ریپورت نیوساینتیست، اکنون ریو ساوادا از دانشگاه توکیو و همکارانش راهحلی پیدا کردهاند. آنها نشان دادند ابرنواختری در فاصله مناسب، میتوانست عناصر رادیواکتیو لازم برای زمین را تأمین کند. نکته مهم این است که اگر انفجار خیلی نزدیک میبود، ممکن بود منظومه شمسی جوان را نابود کند. بنابراین فاصله کمی دورتر ابرنواختر کافی است تا هم این عناصر تولید شوند و هم فرآیند شکلگیری سیارات بدون مشکل ادامه دادن پیدا کند.
در مدل پژوهشگران، ابرنواختری که حدود ۳ سال نوری از منظومه شمسی فاصله دارد، میتواند عناصر رادیواکتیو را در قالب فرآیندی دو مرحلهای تولید کند. برخی عناصر مثل آلومینیوم و منگنز بهطور مستقیم در انفجار تولید میشوند و سپس با موجهای انفجاری ستاره به منظومه خورشیدی میرسند.
سپس ذرات پرانرژی به نام پرتوهای کیهانی که از ابرنواختر ساطع میشوند، پشت موجهای انفجاری حرکت میکنند و به اتمهای موجود در دیسک درحال شکلگیری گاز، گرد و غبار و سنگهای منظومه خورشیدی برخورد میکنند. این برخوردها باعث تولید باقی عناصر رادیواکتیو لازم، مانند بریلیم و کلسیم، میشود.
ساوادا میگوید: «مدلهای قبلی فقط به تزریق ماده توجه داشتند، اما ما متوجه شدیم ذرات پرانرژی نقش مهمی دارند. به این فکر کردم که چه میشد اگر منظومه شمسی جوان در این حمام ذرات غوطهور شده بود؟»
چون انتقال عناصر با ابرنواختری واقع در فاصلهای کمی دورتر امکانپذیر است، ساوادا و تیمش تخمین میزنند که بین ۱۰ تا ۵۰ درصد از منظومههای ستارهای شبیه خورشید ممکن است با این روش، از عناصر رادیواکتیو غنی شده و سیاراتی با میزان آب مشابه زمین تولید کرده باشند.
ساوادا میگوید در مدلهای قبلی که انفجار خیلی نزدیک بود، احتمال برخورد منظومه خورشیدی با این ذرات بسیار ناچیز بود. اما وقتی ابرنواختر کمی دورتر قرار بگیرد، مشخص میشود که «تشکیل زمین احتمالاً اتفاقی نادر نیست، بلکه فرآیندی رایج است که در سراسر کهکشان اتفاق میافتد.»
چنانچه سازوکار شرح دادهشده درست باشد، میتواند در کشفی سیارات شبیه زمین به دانشمندان کمک کند. تلسکوپهای آینده مانند رصدخانه جهانهای زیستپذیر ناسا میتوانند با بررسی کردن نشانههای ابرنواخترهای باستانی و یافتن منظومههای ستارهای که در آن زمان نزدیک آنها بودند، سیاراتی شبیه زمین را شناسایی کنند.
پژوهش در ژورنال Science Advances منتشر شده است.
