شناسایی دو خوشه ستاره‌ای مظنون به انفجار ابرنواختری ۱۰ میلیون سال پیش

کشف بریلیم رادیواکتیو و فرضیه ابرنواختر

اوایل سال جاری، پژوهشگران افزایش ناگهانی بریلیم رادیواکتیو را در میان صخره‌های فلزی در عمق ۵ کیلومتری زیر اقیانوس آرام کشف کردند. قدمت این ماده بیش از ۱۰ میلیون سال تخمین زده شد.

بریلیم رادیواکتیو زمانی تولید می‌شود که پرتوهای کیهانی با جو زمین برخورد کنند. بر این اساس، تیم تحقیقاتی فرض کردند که یکی از دلایل ممکن برای این افزایش، انفجار یک ابرنواختر در گذشته بوده است.

آثاری در اعماق اقیانوس آرام حاکی از انفجار ستاره و تابش پرتوهای کیهانی به زمین در حدود ده میلیون سال پیش است.

با‌این‌حال، پژوهشگران نمی‌توانستند سایر عوامل احتمالی را کاملاً رد کنند. به عنوان مثال، ممکن بود میدان مغناطیسی خورشید در آن زمان ضعیف‌تر بوده و محافظت زمین در برابر پرتوهای کیهانی کمتر شده باشد، یا جریان‌های قوی‌تر اقیانوسی، بریلیم تولیدشده در قطب‌ها را به منطقه مورد بررسی منتقل کرده باشند. درنتیجه، افزایش بریلیم لزوماً نتیجه ابرنواختر نبود و نیاز به بررسی دقیق‌تر داشت.

ردیابی مظنونین کیهانی با تلسکوپ گایا

پژوهشگران با استفاده از داده‌های تلسکوپ فضایی گایا، که موقعیت‌های کنونی و حرکت میلیاردها ستاره در کهکشان راه شیری را نقشه‌برداری کرده است، دو منبع احتمالی ابرنواختر را یافتند.

آن‌ها مسیر حرکت حدود ۲۷۰۰ خوشه ستاره‌ای نسبت به خورشید را درطول ۲۰ میلیون سال گذشته بررسی کردند و احتمال تولید یک ابرنواختر در هر خوشه را محاسبه نمودند. نتایج نشان داد:

• ۷۰ درصد احتمال دارد ستاره‌ای در فاصله حدود سیصد سال نوری از زمین منفجر شده باشد.
• این انفجار درست ۱۰ میلیون سال پیش، همزمان با افزایش بریلیم رخ داده است.
• ۳۰ درصد هم احتمال دارد که چنین ابرنواختری اصلاً درکار نبوده باشد.

اگر انفجار واقعاً اتفاق افتاده باشد، دو منبع احتمالی برای آن شناسایی شده‌اند:

• نزدیک‌ترین و محتمل‌ترین منبع: خوشه‌ای جوان به نام ASCC 20 در فاصله حدود ۲۰۰ سال نوری.
• منبع دیگر: خوشه‌ای به نام OCSN 61.

شواهد تکمیلی و اختلاف زمانی

یکی دیگر از نشانه‌های دخیل بودن یک ابرنواختر، موقعیت منظومه شمسی در ۱۰ میلیون سال پیش است. در آن زمان، منظومه شمسی در بخشی شلوغ از کهکشان قرار داشت و توسط موج وسیعی از گاز و غبار و ستاره‌ها به نام «موج رادکلیف» احاطه شده بود.

این ایده با شواهد دیگر از زمین نیز هماهنگ است؛ از جمله افزایش ایزوتوپ‌های رادیواکتیو ناشی از غبار کیهانی در حدود ۷٫۵ میلیون سال پیش.

تفاوت زمانی بین این دو رویداد قابل توجیه است: پرتوهای کیهانی (منبع بریلیم) با سرعت نزدیک به نور به زمین می‌رسند، در حالی که ذرات غبار کیهانی (منبع ایزوتوپ‌ها) بسیار کندتر حرکت می‌کنند. به همین دلیل، پرتوهای کیهانی ناشی از انفجار ابرنواختر زودتر به سیاره ما برخورد کرده‌اند، اما ذرات غبار تولیدشده توسط همان انفجار، چند میلیون سال بعد به زمین رسیده‌اند.

«اثبات این فرضیه بسیار دشوار است، اما از نظر علمی منطقی به نظر می‌رسد.»

این پژوهش در ژورنال Astronomy & Astrophysics منتشر شده است.