مستعرات عظمى وتأثيرها على انقراضات الأرض

قد تكون المستعرّات العظمى العنيفة قد تسببت في اثنين من أكبر الانقراضات الجماعية للأرض التي لم يتم تفسيرها بالكامل، وفقًا لنظرية طُرحت في بحث جديد.

خلال المراحل الأخيرة من حياة النجم العملاق، تبلغ مخاضة موته ذروتها بانفجار نووي حراري قوي - سوبرنوفا - يدمر عادةً الجرم السماوي، ويطلق العنان للمواد والإشعاع.

وقد ربط فريق بحثي بين الانفجارات النجمية القريبة من الشمس وانفجار نجمي واحد على الأقل، وربما اثنين، بعد حساب معدل المستعر الأعظم للنجوم الأقرب إلى الشمس - في حدود 65 سنة ضوئية - خلال المليار سنة الماضية.

كان هذا العمل جزءًا من مسح أوسع في مجرة درب التبانة للنجوم النادرة الضخمة من النوعين O و B التي تكون قصيرة العمر نسبيًا، باستخدام بيانات من تلسكوب الفضاء Gaia التابع لوكالة الفضاء الأوروبية.

وأشارت الحسابات إلى أن 2.5 مستعر أعظم قد تؤثر على الأرض بطريقة ما كل مليار سنة، أي ما يعادل مستعر أو اثنين خلال ال 500 مليون سنة الماضية التي تطورت خلالها الحياة على كوكب الأرض.

قال نيك رايت، المؤلف المشارك في الدراسة التي نُشرت يوم الثلاثاء في مجلة الإشعارات الشهرية للجمعية الفلكية الملكية، إن هذا المعدل أقل مما كان يُعتقد سابقًا. قاد هذا الإدراك رايت وزملاءه إلى ربط الظاهرة الكونية بالانقراض الجماعي على الأرض. فقد وقعت الأحداث الكارثية خمس مرات خلال الـ 500 مليون سنة الماضية، مما أدى إلى انقراض معظم الأنواع من الماء واليابسة خلال فترة جيولوجية قصيرة نسبياً.

وقال رايت، وهو محاضر في الفيزياء والفيزياء الفلكية وزميل إرنست رذرفورد في جامعة كيلي في المملكة المتحدة: "من الممكن أن يكون هذا التأثير أكثر جدوى للتفكير في أن هذا يمكن أن يكون تأثيرًا يمكن أن يؤثر على أحداث الانقراض".

وقال المؤلف الرئيسي للدراسة ألكسيس كوينتانا إن النتائج تسلط الضوء على كيفية قدرة النجوم الهائلة على خلق الحياة وتدميرها في آن واحد.

وقال كوينتانا، وهو باحث سابق في مرحلة ما بعد الدكتوراه في كيلي وحاليًا في جامعة أليكانتي الإسبانية، في بيان: "تجلب انفجارات السوبرنوفا عناصر كيميائية ثقيلة إلى الوسط بين النجوم، والتي تُستخدم بعد ذلك لتكوين نجوم وكواكب جديدة". "ولكن إذا كان أحد الكواكب - بما في ذلك الأرض - قريبًا جدًا من هذا النوع من الأحداث، فقد يكون لذلك آثار مدمرة."

الانقراضات الجماعية غير المبررة على الأرض

في الدراسة، لم يقدم الباحثون أي دليل على أن المستعر الأعظم تسبب في الانقراض الجماعي. وبدلاً من ذلك، افترض الفريق أن انفجاراً نجمياً ربما كان عاملاً محتملاً في حدث الانقراض في أواخر العصر الديفوني قبل 372 مليون سنة، وانقراض آخر في نهاية العصر الأوردوفيشي المتأخر قبل 445 مليون سنة. اقترح الفريق أن المستعر الأعظم ربما يكون قد جرد طبقة الأوزون التي تحمي الأرض من الإشعاع الضار، مما أدى إلى سلسلة من الأحداث التي يمكن أن تسبب انقراضًا جماعيًا.

خلال الحقبة الجيولوجية الديفونية، ازدهرت الحياة على اليابسة للمرة الأولى، لكن النباتات والحيوانات البرية المبكرة التي انتقلت من الماء إلى اليابسة قد انقرضت، إلى جانب الأسماك المدرعة وغيرها من الأنواع البحرية. وأدى التحول الكارثي في نهاية العصر الأوردوفيشي إلى اختفاء حوالي 85% من الأنواع في وقت كانت الحياة تقتصر في الغالب على البحار.

"إن ارتباطها بتلك الانقراضات الجماعية، وخاصة في أواخر العصر الأوردوفيشي، يرجع إلى أن النتيجة المقترحة لمثل هذا الانفجار القريب من الأرض هي التجلد الذي نعرف أنه حدث بالفعل في ذلك الوقت. لذا، فهي فرضية مفتوحة، لكنها تفتقر إلى الأدلة"، كما قال مايك بينتون، أستاذ علم الحفريات الفقارية في جامعة بريستول البريطانية، والذي لم يشارك في البحث.

وقال بينتون عبر البريد الإلكتروني: "أود أن أرى معايرة لمثل هذه الأحداث التاريخية لإظهار أن أحدها حدث بالفعل في نفس وقت الانقراض الجماعي المعني - لدينا تلك الأحداث الجيولوجية مؤرخة بشكل جيد بشكل معقول، لكننا بحاجة إلى طريقة ما لتأريخ انفجارات المستعرات العظمى في الماضي السحيق". وهو مؤلف كتاب "الانقراضات: كيف تنجو الحياة وتتكيف وتتطور."

وصف بول ويجنال، أستاذ البيئات القديمة في جامعة ليدز البريطانية، البحث بأنه مثير للاهتمام، وقال إنها ليست المرة الأولى التي يظهر فيها مفهوم الانقراض المدفوع بالمستعر الأعظم. وقال إن ما نحتاجه هو دليل ملموس على أن الانقراضات تزامنت مع المستعر الأعظم.

"يمكن أن يأتي هذا من العناصر الغريبة التي مصدرها الانفجار والموجودة بكميات ضئيلة في السجل الرسوبي."

كويكب قاتل الديناصورات

تسببت الأحداث السماوية في انقراض جماعي واحد على الأقل، وفقًا للأدلة العلمية. فقد اصطدم كويكب بحجم مدينة بالأرض قبالة ساحل ما يعرف الآن بالمكسيك في يوم مشؤوم قبل 66 مليون سنة، مما أدى إلى انقراض الديناصورات والعديد من الأنواع الأخرى.

حدد الباحثون سبب الانقراض في نهاية العصر الطباشيري لأول مرة من خلال اكتشاف "شذوذ الإيريديوم" - وهي طبقة من الصخور الرسوبية بسمك 1 سم (0.4 بوصة) غنية بالإيريديوم، وهو عنصر نادر على سطح الأرض ولكنه شائع في النيازك. وقد نُشرت دراسة تصف هذا الاكتشاف في حزيران/يونيه 1980.

وفي البداية قوبلت هذه الدراسة بالتشكيك، ثم رُصدت شذوذ الإيريديوم في أماكن أكثر فأكثر حول العالم. وبعد مرور عقد من الزمن، حدد الباحثون فوهة بعرض 200 كيلومتر (125 ميل) قبالة ساحل شبه جزيرة يوكاتان في المكسيك.

"لقد كان تخصيب الإيريديوم في رواسب حدود العصر الطباشيري/الباليوجيني هو "الدليل الدامغ" المقنع للغاية لانقراض الديناصورات عندما نُشرت (الفكرة) لأول مرة في عام 1980. تحتاج فكرة المستعر الأعظم إلى مكافئه من الإيريديوم، ربما الحديد-60 أو البلوتونيوم؟ قال ويجنال عبر البريد الإلكتروني، في إشارة إلى العناصر التي يمكن أن تكون علامة على المستعر الأعظم.

الحديد-60 هو نوع مشع من الحديد غير متوفر بكثرة على الأرض ولكنه ينتج بكميات كبيرة في انفجارات المستعرات العظمى. وقال رايت أيضاً أنه قد يكون من الممكن قياس استنفاد الأوزون في الصخور والرواسب.

وأضاف ويجنال أن الدراسات الحديثة حول أحداث الانقراض الجماعي أظهرت أنها كانت عادةً سلسلة من الأحداث المتتالية، التي غالباً ما تكون ناجمة عن الانفجارات البركانية واسعة النطاق، والتي تزداد سوءاً بشكل تدريجي.

وقال: "من الصعب أن نرى كيف يمكن أن يتناسب المستعر الأعظم مع مثل هذا السيناريو". "في البداية، قبل أن تسوء الأمور أكثر من اللازم أو في الذروة عندما كانت الأمور تسوء بالفعل؟

قال رايت إن الهدف من عمل فريقه هو لفت الانتباه إلى النطاق الزمني الجديد للمستعرات العظمى الذي حدده الباحثون. "أعتقد أنه كان هناك الكثير من الناس الذين سيقولون عن حق، أنتم لا تعرفون ما الذي تسبب في أحداث الانقراض هذه. ومن ثم قد يقول البعض أننا نتكهن أكثر من اللازم. ما نريد فقط أن نفعله هو لفت الانتباه إلى الأرقام."