ستارگان در حال عبور افق زمانی زمین را کوتاه می کنند

adminمارس 19, 2024

64 خواندن این مطلب 5 دقیقه زمان میبرد

ستارگان در حال عبور افق زمانی زمین را کوتاه می کنند

سال به سال، سیارات منظومه شمسی در یک رقص مداری به ظاهر ثابت و بدون تغییر به دور خورشید حرکت می کنند. اما خورشید، سیارات، قمرهای بزرگ و سیارات کوتوله دائماً انرژی گرانشی را مبادله می کنند و می توانند به طور نامحسوسی مدار خود را هر هزار یا میلیون ها سال تغییر دهند. اینکه دانشمندان چقدر این تغییرات را درک می‌کنند، تعیین می‌کند که چقدر به عقب یا جلو در زمان می‌توانند مدارهای سیاره‌ای را با اطمینان ردیابی کنند – نقطه‌ای که به عنوان افق زمانی شناخته می‌شود.

“یک بازه زمانی مشخص وجود دارد که پس از آن دیگر نمی توانید ساعت را به عقب برگردانید.”

او توضیح داد: “یک بازه زمانی مشخص وجود دارد که پس از آن دیگر نمی توانید ساعت را به عقب برگردانید.” شان ریموندستاره شناس در آزمایشگاه اخترفیزیک بوردو و دانشگاه بوردو در فرانسه.

دقیق‌ترین محاسبات افق زمانی زمین مستلزم دقیق‌ترین اندازه‌گیری‌های اجرام منظومه شمسی است: همه چیز از شکل کمی غیرکروی خورشید گرفته تا اندازه و موقعیت سیارات، قمرها، سیارات کوتوله و سیارک‌های بزرگ.

اخیراً ستاره شناسان نشان دادند که عامل جدیدی برای محاسبه افق زمانی زمین وجود دارد: ستارگان دیگری که از منظومه شمسی می گذرند. بر اساس یک مطالعه، امواج گرانشی ناشی از این برخوردهای نزدیک ستارگان می تواند افق زمانی زمین را تا 10 درصد یا 7 میلیون سال کوتاه کند. منتشر شده که در نامه های مجله اخترفیزیک.

شناخت دقیق زمین گذشته مداری برای درک تاریخچه معماری منظومه شمسی و آب و هوای دیرینه سیاره، که تحت تأثیر تغییرات ظریف در مدار آن قرار گرفته است، کلیدی است.

از نظم به هرج و مرج

وقتی می‌خواهید به گذشته نگاه کنید، دقت اهمیت دارد. حتی کوچکترین عدم قطعیت در جرم یا موقعیت یک جسم امروزه به صورت تصاعدی افزایش می یابد، زیرا یک مدار میلیون ها سال پیش ردیابی می شود تا در نهایت مدارهای گذشته تبدیل شوند. بیش از حد هرج و مرج برای دنبال کردننویسنده اصلی این مطالعه توضیح داد، ناتان کیبدانشمند سیاره‌شناسی در موسسه علوم سیاره‌ای در توسان، آریزونا، و دانشگاه اوکلاهما در نورمن.

همین اصل در مورد پیش‌بینی‌های آب‌وهوا نیز صدق می‌کند: عدم قطعیت‌های کوچک در مدل‌های پیش‌بینی آب‌وهوا به این معنی است که پیش‌بینی بیش از چند روز غیرقابل اعتماد است. این افق زمانی اوست.

اخترشناسان موقعیت اجسام منظومه شمسی را گاهی تا یک متر می دانند، اما “خطای یک متری در موقعیت مشتری منتشر می شود، و بنابراین ما نمی توانیم ساعت را تا آنجا که می خواهیم به عقب برگردانیم.” از مطالعه اخیر

ستاره شناسان نگاه گسترده ای به زمین دارند افق زمانی 60-70 میلیون سال. همچنین، مدار زمین برای ستاره شناسان برای ردیابی یا برای دیرینه اقلیم شناسان آنقدر نامشخص است که آن را به تغییرات عمده آب و هوایی نسبت دهند. (این موضوع با تغییرات سریع آب و هوای فعلی ناشی از گازهای گلخانه ای ساخته دست بشر ارتباطی ندارد.)

کائب گفت، با این حال، دقیق ترین محاسبات مربوط به افق زمانی نشان می دهد که منظومه شمسی به صورت مجزا وجود دارد و تحت تأثیر رویدادهای کهکشان راه شیری قرار نمی گیرد. اما ستاره شناسان می دانند که خورشید در گذشته توسط ستارگان دیگری نیز دیده شده است ارزیابی که هر میلیون سال به طور متوسط 20 ستاره در حدود 3 سال نوری از خورشید می آیند. مشخص نیست که آنها چقدر تأثیر گرانشی روی منظومه شمسی دارند و بنابراین چگونه بر افق زمانی زمین تأثیر می گذارند.

نمودار سه بعدی که موقعیت ستارگان را نسبت به خورشید نشان می دهد — در اینجا ستارگان درخشان برجسته در فاصله حدود 50 سال نوری از خورشید نشان داده شده است. این نقشه شامل ستارگان کوتوله قرمز و قهوه ای کوچک که تعدادشان بسیار بیشتر است، نمی باشد. اعتبار: اندرو ز. کولوین، CC BY-SA 3.0

ساعت را به عقب برگردانید

این تیم با استفاده از شبیه‌سازی‌های رایانه‌ای، مدار زمین را به ۱۵۰ میلیون سال پیش ردیابی کردند و تأثیرات گرانشی سیارات، پلوتون و چندین سیارک بزرگ را در نظر گرفتند. آنها دریافتند که مدار زمین پس از حدود 67 میلیون سال برای ردیابی آنقدر نامشخص شده است – مطابق با محاسبات افق زمانی گذشته.

آنها سپس منظومه شمسی شبیه سازی شده خود را در همسایگی خورشیدی قرار دادند و اجازه دادند که ستاره ها مانند واقعیت از کنار آنها عبور کنند. این تیم دریافت که اگر یک ستاره در حال عبور به اندازه کافی بزرگ باشد، به اندازه کافی آهسته حرکت کند، یا در فاصله چند سال نوری خورشید به آن نزدیک شود، گرانش آن مدار سیارات بیرونی را تحت فشار قرار می دهد. این نوسانات مداری به نوبه خود بر مدار زمین تأثیر گذاشت و افق زمانی آن را 5 تا 7 میلیون سال یا 7 تا 10 درصد کوتاه کرد.

این تحقیق جالب است و نشان می دهد که ستارگان در حال عبور ممکن است نیاز به اضافه شدن به لیست اثرات کوچک بر تکامل مداری منظومه شمسی داشته باشند. ریچارد سیبی، فیزیکدان دانشگاه هاوایی در مانوآ در هونولولو. Zeebe که در این تحقیق شرکت نداشت، اضافه کرد که مدل‌های تکامل مداری قبلاً شامل تأثیرات جزئی از سیارک‌ها، گشتاور چهارقطبی خورشیدی، اتلاف جزر و مد و از دست دادن جرم خورشیدی است.

زمان تنظیم افق است؟ نه هنوز

نویسندگان نشان دادند که یک رویارویی تصادفی بین خورشید و یک ستاره دیگر می تواند از نظر تئوری مدار زمین را تغییر دهد. اما آیا واقعا این اتفاق افتاد؟

آخرین داده‌های ماموریت گایا آژانس فضایی اروپا، که این است نقشه برداری موقعیت و حرکت میلیون ها ستاره در کهکشان نشان داد که ستاره خورشید مانند HD 7977 حدود 2.8 میلیون سال پیش از منظومه شمسی عبور کرده است.

مشخص نیست که چقدر نزدیک شده است، اما احتمال کمی (5٪) وجود دارد که از فاصله 3900 واحد نجومی خورشید یا حدود 100 برابر فاصله بین خورشید و پلوتون عبور کند. اگر HD 7977 از این نزدیکی عبور می‌کرد، شبیه‌سازی‌های تیم نشان می‌دهد که گرانش ستاره در منظومه شمسی گسترش می‌یابد و برون‌مرکزی مداری زمین را کمی افزایش می‌دهد و افق زمانی آن را تنها به 50 میلیون سال کوتاه می‌کند.

این افق زمانی تنظیم شده، به طور کلی محدودیتی برای اینکه دانشمندان تا چه اندازه می توانند تأثیر مدار زمین بر آب و هوای آن را تخمین بزنند، آن را در محدوده تغییرات اقلیمی دیرینه قرار می دهد که به آن می گویند. حداکثر حرارتی پالئوسن-ائوسن (PETM). سوابق زمین شناسی از حدود 55 میلیون سال پیش نشان می دهد که میانگین دمای جهانی بیش از 5 درجه سانتیگراد افزایش یافته است که ممکن است ناشی از تغییر در دمای زمین باشد. خروج از مرکز مداری.

این ایده که ستارگان در حال عبور یک محرک مهم در آب و هوای دیرینه هستند باید با احتیاط مورد توجه قرار گیرد.

Zeebe هشدار داد که تأثیرات یک ستاره در حال عبور بر مدار زمین ظریف خواهد بود. این ایده که ستارگان در حال عبور محرک مهمی برای دیرینه اقلیم هستند باید با احتیاط مورد توجه قرار گیرد. [like] HD 7977 برای محاسبات ما مناسب است یا درک PETM بسیار نازک است،” با نتیجه گیری این مطالعه موافق است.

سیبی گفت که سوابق زمین شناسی این رویداد آنچه را که اتفاق افتاده به وضوح توصیف می کند. او گفت: «ادغام برخورد ستاره‌ها در مدل‌های نجومی ممکن است تفاوت کوچکی در محاسبات داشته باشد… اما نه در داده‌ها».

اگرچه شبیه‌سازی‌های آن‌ها از مدار زمین پس از برخورد با HD 7977 با رکورد زمین‌شناسی PETM مطابقت دارد، کایب و ریموند گفتند که HD 7977 دوره گرم را آغاز نکرد، و همچنین استدلال نکردند که افق زمانی تخمینی آنها باید به این صورت پذیرفته شود. مثل اینکه هست آنها تاکید کردند که مدل آنها فاقد بسیاری از جزئیات ظریف اما مهم است، مانند جزر و مد و خورشید یا ماه غیر کروی، که در پیچیده ترین محاسبات افق زمانی انجام می شود.

– کیمبرلی ام اس کارتیه (@AstroKimCartier)، نویسنده کارکنان