Το επικίνδυνο ταξίδι της Γης μέσα στους δρόμους του Γαλαξία μας

Για δισεκατομμύρια χρόνια, η Γη βρισκόταν σε ένα επικίνδυνο ταξίδι μέσα στο διάστημα. Καθώς αυτή στρέφεται γύρω από τον ήλιο, όλο το ηλιακό σύστημα παίρνει μέρος σε ένα πολύ πιο μεγαλειώδες ταξίδι, κάνοντας μια περιστροφή στον Γαλαξία μας κάθε 200 εκατομμύρια χρόνια. Ακολουθώντας το δικό μας μονοπάτι μέσα από τον δίσκο του Γαλαξία, έχουμε παρασυρθεί μέσα στους λαμπρούς σπειροειδείς βραχίονες, μπήκαμε μέσα στο καταχθόνιο σκοτάδι του πυκνού νεφελώματος, ενώ ζήσαμε το θεαματικό θάνατο των γιγάντιων άστρων.

Ο πλανήτης μας έχει να αντιμετωπίσει πολλούς κινδύνους στο επικό ταξίδι του γύρω από το γαλαξία. Τα δε στοιχεία της πολυτάραχης ιστορίας μας μπορεί να βρίσκονται θαμμένα στο φεγγάρι

Πολλά από αυτά τα κτυπήματα μπορεί να ήταν θανατηφόρα, εξ αιτίας της θανάσιμης ακτινοβολίας που έπεφτε πάνω στη Γη ή των τεράστιων βράχων που συναντούσαμε στον δρόμο μας. Ορισμένοι από αυτούς μπορεί να είχαν προκαλέσει μια εξαφάνιση, ή να έχουν διασπάσει ηπείρους ή να έχουν μετατρέψει τον...
πλανήτη μας σε πάγο. Άλλοι πάλι μπορεί να έδειξαν πιο ήπια συμπεριφορά, ακόμα και να έσπειραν τη ζωή πάνω στη Γη.

Μέχρι στιγμής, αυτό είναι μια εικασία. Εμείς δεν μπορούμε να παρακολουθήσουμε την πορεία μας μέσω του γαλαξία, ή ακόμη λιγότερο να υπολογίσουμε ποιά περιστατικά μας έπληξαν, το πού και το πότε. Η Γη και τα βράχια της που συνεχώς ανακυκλώνονται από τις τεκτονικές πλάκες, τελικά διαμορφώθηκε από τη διάβρωση, γι αυτό και είναι εξαιρετικά χαμένες οι παρελθούσες επιθέσεις από το διάστημα.

Όμως, μπορεί να είναι κοντά μας μια αποθήκη κοσμικών αναμνήσεων. Τα χώματα και οι βράχοι της Σελήνης βρίσκονται σε ηρεμία για αιώνες. Βαθιά κάτω από τη σεληνιακή επιφάνεια θα μπορούσε να βρίσκεται το αρχείο του ταξιδιού του πλανήτη μας. Αυτό που ξεχνάει η Γη, το θυμάται το φεγγάρι.

Πριν από πολύ καιρό, σε αυτόν τον γαλαξία, αλλά πολύ, πολύ μακριά ο ουρανός ήταν γεμάτος με λαμπερά αστέρια και νεφελώματα, πολύ πυκνότερα από τους ουρανούς σήμερα. Αλλά αυτό το σκηνικό δεν κράτησε για πολύ. Το ηλιακό μας σύστημα καθαρίστηκε από τα επιπλέοντα υπολείμματα του και έγινε πιο ασφαλές.

Το επικίνδυνο ταξίδι του ήλιου μέσα στο Γαλαξία μας (κλικ για μεγέθυνση)

Σήμερα, το ηλιακό μας σύστημα ταξιδεύει σε μια σχεδόν κυκλική πορεία γύρω από το Γαλαξία μας, διατηρώντας μια σταθερή απόσταση 30.000 έτη φωτός μεταξύ μας και του γαλαξιακού πυρήνα. Εμείς υποθέτουμε ότι τα περισσότερα αστέρια παρέμειναν σε ήρεμες τροχιές για όλη τη ζωή τους. Αλλά η βόλτα στην γειτονιά μας μπορεί να ήταν κάποτε πιο συναρπαστική. Οι χαρακτηριστικοί σπειροειδείς βραχίονες του Γαλαξία μας είναι περιοχές με περιοδικά υψηλή και χαμηλή πυκνότητα, όπου τα αστέρια και το αέριο είναι λίγο πιο κοντά από ό,τι αλλού στον δίσκο του Γαλαξία μας. Η πρόσθετη βαρύτητα τους είναι συνήθως πολύ αδύναμη για να αλλάξει κατά πολύ την πορεία ενός άστρου, αλλά αν η τροχιακή ταχύτητα του άστρου συμβεί να ταιριάζει με την ταχύτητα με την οποία η σπείρα του βραχίονα περιστρέφεται, τότε η επιπλέον δύναμη έχει περισσότερο χρόνο για να επιδράσει.

«Είναι σαν τον σέρφερ στον ωκεανό. Αν το σερφάρισμα ταιριάζει με την ταχύτητα του κύματος τότε πάει μπροστά», λέει ο Rok Roskar του Πανεπιστημίου της Ζυρίχης.

Προσομοιώσεις του Rok Roskar δείχνουν ότι ένα τυχερό άστρο μπορεί να οδηγεί το κύμα για 10.000 έτη φωτός ή και περισσότερο ακόμα. Ο ήλιος μας μπορεί λοιπόν να σερφάρει με τη βοήθεια ενός τέτοιου τυχερού άστρου. Μερικές μετρήσεις δείχνουν πως ο ήλιος μας είναι πιο πλούσια σε βαριά στοιχεία από το μέσο αστέρι στην γειτονιά μας, γεγονός που υποδηλώνει ότι γεννήθηκε στην πολυσύχναστη κεντρική ζώνη του Γαλαξία, όπου αστρικοί άνεμοι και σουπερνόβα εμπλούτισαν τον κοσμικό ζωμό περισσότερο από ότι στα υπόλοιπα γαλαξιακά προάστια. Ο βαρυτικός στροβιλισμός του ηλιακού μας συστήματος που έγινε τότε θα μπορούσε επίσης να εξηγήσει γιατί η Σέντνα (Sedna), μια μεγάλη χιονομπάλα στα άκρα του ηλιακού συστήματος, ταξιδεύει με μια αινιγματική, πάρα πολύ επιμήκη τροχιά.

Η τροχιά όμως της Σέντνα είναι έμμεσες αποδείξεις. Θα μπορούσαμε πάντως να βρούμε πιο άμεσα ίχνη των ανησυχητικών περιστατικών από το μακρινό παρελθόν.

Ίχνη από σουπερνόβα και ακτίνες Χ

Σε ένα κοντινό σπειροειδή βραχίονα του Γαλαξία μας, πάνω από 1000 έτη φωτός μακριά από τη σημερινή θέση του ηλιακού μας συστήματος, βρίσκεται το νεφέλωμα του Ωρίωνα, μια γενέτειρα γιγάντιων άστρων. Το ηλιακό μας σύστημα θα πρέπει κατά καιρούς να έχει παρασυρθεί πολύ πιο κοντά σε αυτά τα αστρικά φυτώρια. Αν το έκανε ήταν σαν να φλέρταρε με την καταστροφή. Ένα μεγάλο αστέρι καίει τα καύσιμα του πολύ γρήγορα, και μέσα σε λίγα εκατομμύρια χρόνια ο πυρήνας του μπορεί να καταρρεύσει, εξαπολύοντας την τεράστια ενέργεια ενός σουπερνόβα.

Οι ακτίνες Χ από ένα σουπερνόβα λίγες δεκάδες έτη φωτός μακριά μας θα μπορούσε να εξαφανίσουν ή να καταστρέψουν την στιβάδα του όζοντος της Γης, αφήνοντας τις επιβλαβείς υπεριώδεις ακτίνες του ήλιου να φτάσουν στην επιφάνεια της . πρωτόνια υψηλής ενέργειας, ή κοσμικές ακτίνες, θα συνέχιζαν να βομβαρδίζουν τη Γη εδώ και δεκαετίες, καταστρέφοντας τη στιβάδα του όζοντος, καταστρέφοντας τους ζωντανούς ιστούς και, ενδεχομένως, προκαλώντας την αλλαγή του κλίματος. Τέτοια φαινόμενα μπορεί να έχουν προκαλέσει κάποιες από τις μαζικές εξαφανίσεις που τόσο βάναυσα χαρακτηρίζουν την ιστορία της ζωής πάνω στη Γη – ίσως ακόμη επίσπευσαν τον αφανισμό των δεινοσαύρων πριν 65 εκατομμύρια χρόνια, σύμφωνα με μια θεωρία που διατυπώθηκε στη δεκαετία του 1990.

Αποδεικτικά στοιχεία για παλιά σουπερνόβα βρίσκονται στο πάνω λεπτό στρώμα του εδάφους, αν και το 1999 Γερμανοί ερευνητές βρήκαν ίχνη του σιδήρου-60 στα νότια ιζήματα του Ειρηνικού. Το ισότοπο αυτό, με ένα χρόνο ημιζωής 2,6 εκατομμύρια χρόνια, δεν δημιουργήθηκε σε σημαντικές ποσότητες από οποιαδήποτε διαδικασία πάνω στη Γη, αλλά αποβάλλεται από τα σούπερ-νόβα. Η ερμηνεία αυτή είναι αμφισβητούμενη, αλλά αν ο σίδηρος-60 είναι ένα ‘βρώμικο’ αποτύπωμα ενός σουπερνόβα, αυτό μας λέει πως ένα αστέρι εξερράγη μόλις λίγα εκατομμύρια χρόνια πριν σε μια απόσταση, περίπου, 100 έτη φωτός από εμάς.

Μαρτυρίες για τυχόν καταστροφές στο φεγγάρι

Γεμάτος κρατήρες με πλούσιες αναμνήσεις είναι ο Νότιος Πόλος της Σελήνης

Ο πλανητικός επιστήμονας Ian Crawford υποδεικνύει πως μπορούμε να κοιτάξουμε το φεγγάρι για να βρούμε σαφείς αποδείξεις τέτοιων αστρο-καταστροφών. "Το φεγγάρι είναι σαν ένα γιγάντιο σφουγγάρι που απορρόφησε όλα όσα ρίχνονταν σε αυτό, καθώς ταξιδεύαμε γύρω από το γαλαξία," λέει. Οι κοσμικές ακτίνες από ένα σουπερνόβα θα διασκορπίζονταν στο φεγγάρι, αφήνοντας ίχνη των καταστροφών στην επιφάνεια των μετάλλων που θα είναι ορατές κάτω από ένα μικροσκόπιο και κτυπώντας τα άτομα για να δημιουργήσουν εξωτικά ισότοπα, όπως το κρυπτό-83 και το ξένον-126.

Αν και το σεληνιακό έδαφος είναι ανθεκτικό, μια συνεχής βροχή επί δισεκατομμύρια χρόνια των κοσμικών ακτίνων θα είχε εξαφανίσει τις όποιες αποδείξεις ακόμη και για τα πιο ακραία φαινόμενα, όπως από ένα κοντινό σουπερνόβα. Ο Crawford πιστεύει ότι θα μπορούσαν να ψάξουν για σχετικά σπάνιες τοποθεσίες ακολουθώντας τις ροές της λάβας. Όταν το λιωμένο πέτρωμα (λάβα) ξεχειλίζει πάνω στην επιφάνεια και ψύχεται, αρχίζει να συλλέγει τα ίχνη των κοσμικών ακτίνων και τα διατηρεί για μεγάλο χρονικό διάστημα. Οι ροές της λάβας μπορούν να χρονολογηθούν με ακρίβεια μετρώντας τα προϊόντα διάσπασης των ραδιενεργών στοιχείων στο εσωτερικό τους.

Διαστημικά οχήματα έχουν επισημάνει ήδη πολλές σεληνιακές ροές λάβας. Μέχρι στιγμής όλες αυτές χρονολογούνται περισσότερο από ένα δισεκατομμύριο χρόνια, σε μια εποχή που το φεγγάρι ήταν θερμότερο και πολύ πιο ενεργό ηφαιστειακά. Ο Crawford ελπίζει να βρει στρώματα βράχων λιωμένα από τις μεγάλες πτώσεις βράχων και μετεωριτών. Εκεί μέσα θαμμένα στο εσωτερικό τους μπορεί να βρίσκονται τα αρχεία των σουπερνόβα, που μπορούμε να τα συγκρίνουμε με το αρχείο των απολιθωμάτων της Γης για να δούμε αν ταιριάζουν σε μια μαζική εξαφάνιση. Πολύ πιο αρχαία πετρώματα θα μπορούσαν να μας πουν αν γειτονικά σουπερνόβα ήταν συχνότερα κατά το παρελθόν – ίσως ένα σημάδι ότι κάποτε ταξιδέψαμε μέσα από τα πιο πυκνά, πιο περιπετειώδη εσωτερικά τμήματα του Γαλαξία.

Και το φεγγάρι μπορεί να κατέχει άλλες αναμνήσεις …

Η Γη ξεκίνησε με σκοτεινό τον ουρανό της. Ξεκίνησε με ένα μαύρο κομμάτι ουρανού χωρίς άστρα, αλλά σιγά-σιγά μεγάλωσε μέχρι να σχηματιστούν φωτεινές κηλίδες στον ουρανό. Για μισό εκατομμύριο χρόνια, ο ήλιος θα είναι ο μόνος ορατός αστέρας. Καθώς η εξωγήινη σκόνη και αέριο εισχωρεί στην τότε ατμόσφαιρά μας, η Γη έχει ήδη ντυθεί στα λευκά και καλύπτεται με πάγο.

Το διαστρικό αέριο διαπερνά τον Γαλαξία μας, αλλά όχι ομοιόμορφα. Το ηλιακό σύστημα συμβαίνει τώρα να βρίσκεται μέσα σε ένα ασυνήθιστα άδειο μπάλωμα του χώρου, την τοπική φυσαλίδα, με μόνο ένα άτομο υδρογόνου ανά πέντε κυβικά εκατοστά διαστήματος. Στο παρελθόν θα πρέπει να είχαμε βρεθεί μέσα σε πιο πυκνά νέφη αερίου, συμπεριλαμβανομένων και ορισμένων με πλάτος πάνω από 100 έτη φωτός στο οποίο το ψυχρό και σκοτεινό εσωτερικό υδρογόνο σχηματίζει μόρια υδρογόνου.

Σε τέτοια νεφελώματα, η Γη μπορεί να είχε ‘κρυολογήσει’. Συνήθως, το εσωτερικό του ηλιακού συστήματος προστατεύεται από την σκληρή διαστρική ακτινοβολία από τον ηλιακό άνεμο, ένα ρεύμα φορτισμένων σωματιδίων που ρέει βαθιά στο διάστημα, σχηματίζοντας μια τεράστια ηλεκτρομαγνητική ασπίδα, που ονομάζεται ηλιόσφαιρα.
Όταν το διαστρικό αέριο γίνεται πυκνότερο, ο ηλιακός άνεμος δεν μπορεί να το ωθήσει σε μεγάλη απόσταση και η ηλιόσφαιρα συρρικνώνεται. Πάνω από μια πυκνότητα περίπου 1000 μόρια ανά κυβικό εκατοστό, θα βρεθεί μέσα στην τροχιά της Γης. Κι αυτό μπορεί να συμβεί κάθε μερικές εκατοντάδες εκατομμύρια χρόνια.

Η συσσώρευση υδρογόνου στα υψηλά στρώματα της ατμόσφαιρας της Γης θα αλλάξει τη χημεία της, δημιουργώντας ένα αντανακλαστικό στρώμα νεφών, ενώ η σκόνη θα μπορούσε να μιμηθεί το φαινόμενο της σκίασης από τα αερολύματα των θειικών ενώσεων από τις ηφαιστειακές εκρήξεις. Ο Alex Pavlov του Πανεπιστημίου του Κολοράντο, λέει ότι η σκόνη και μόνο θα μπορούσε να προκαλέσει μια παγκόσμια εποχή των παγετώνων, ή το φαινόμενο μιας «χιονόμπαλας Γης».

Γνωρίζουμε ότι η Γη έχει υποστεί τέτοια επεισόδια, συμπεριλαμβανομένων και των μεγάλων βομβαρδισμών, περίπου, 650 και 700 εκατομμύρια χρόνια πριν. Η αιτία τους παραμένει ασαφής. Θα μπορούσε να είναι η αποσάθρωση των βουνών που τράβηξε το διοξείδιο του άνθρακα από τον αέρα, ή οι ηφαιστειακές εκρήξεις, ή οι αλλαγές στην τροχιά της Γης γύρω από τον ήλιο – ή ένα μαύρο νέφος στο διάστημα.

Τότε πάλι, τα νέφη αυτά μπορεί να είχαν μια πιο ευτυχισμένη επίδραση πάνω στη Γη. Ο William Napier πρότεινε ότι θα μπορούσαν να είναι οι ενδιάμεσοι σταθμοί για τη ζωή, τη στέγαση (προφύλαξη) των μικροοργανισμών από τις κοσμικές ακτίνες και η σπορά τους στους τυχόν δεκτικούς πλανήτες καθώς περνούσαν από μέσα τους.

Το φεγγάρι θα μπορούσε και πάλι να μας διηγηθεί την ιστορία της Γης. Η εξωγήινη σκόνη θα είχε καθίσει πάνω στο σεληνιακό έδαφος και θα είχε αναμιχθεί. Θα έχει μια χαρακτηριστική χημική υπογραφή, με υψηλά επίπεδα ουρανίου-235 και άλλα ισότοπα που παράγονται στις σουπερνόβα και διασπείρονται μέσα στο διάστημα. Στην ιδανική περίπτωση, η σκόνη θα έχει ταφεί κάτω από μια ροή της λάβας.

Για να την εντοπίσουμε δεν θα είναι εύκολο. Μπορεί να χρειαστεί να τρυπήσουμε σε μια περιοχή που είναι γνωστό ότι έχει πολλές ροές λάβας. Η εγκατάσταση ενός γεωτρύπανου στο φεγγάρι είναι πέρα ​​από τις υπάρχουσες δυνατότητές μας, αλλά η σκόνη εκτίθεται στα στρώματα της λάβας μέσα σε ορισμένους κρατήρες και μεγάλες αυλακώσεις στην επιφάνεια της Σελήνης. Ένα λοιπόν ρομποτικό τρυπάνι θα μπορούσε να φτάσει εκεί κάτω και να φτυαρίσει το παγιδευμένο χώμα μεταξύ των ροών της λάβας.

Και το έδαφος θα μπορούσε, επίσης, να κρατήσει μεταλλικά θραύσματα που καταγράφουν άλλο ένα κεφάλαιο στην οδύσσεια της Γης – μια ιστορία των βράχων και των συντριμμάτων.

Η επιφάνεια του φεγγαριού διατηρεί τα αρχεία των βομβαρδισμών που συνέβαινε για αιώνες. Οι αστροναύτες του Απόλλων βρήκαν πολλά δείγματα από αρχαίο λιωμένο πέτρωμα, αποκαλύπτοντας ότι περίπου πριν 4 δισεκατομμύρια χρόνια, το εσωτερικό του ηλιακού συστήματος ήταν γεμάτο με μεγάλα αντικείμενα.

Αυτός ο "Ύστερος Βαρύς Βομβαρδισμός" πιστεύεται ότι προκλήθηκε από τις κινήσεις των εξωτερικών πλανητών Ουρανού και Ποσειδώνα που ενόχλησαν κάποιους αστεροειδείς στη ζώνη Kuiper, όπου κατοικεί ο Πλούτωνας. Κάποια επεισόδια στην γαλαξιακή Οδύσσεια μας θα είχαν εξαπολύσει κι άλλες καταιγίδες από κομήτες και αστεροειδείς. Περνώντας άστρα ή νέφη διαστρικής σκόνης μπορεί να έχουν προκαλέσει ένα τεράστιο βομβαρδισμό. Οι δομές των σεληνιακών κρατήρων μπορεί να μας δείξουν μια επαναλαμβανόμενη συνάντηση του ηλιακού συστήματος με ένα ιδιαίτερα πυκνό και αμετάβλητο σπειροειδούς βραχίονα, για παράδειγμα.

Για να το μάθουμε θα πρέπει να επισκεφτούμε μια ποικιλία από επιφάνειες, λαμβάνοντας μικρά δείγματα βράχου για να βρούμε τις ηλικίες τους. Στη συνέχεια, θα πρέπει να κάνουμε μια προσεκτική απογραφή των κρατήρων για να δούμε τις διακυμάνσεις του ρυθμούς των συγκρούσεων. Θα μπορούσαμε να βρούμε θαμμένα κομμάτια της σεληνιακής γης που θα μας λένε τι είδους αστεροειδείς ή κομήτες κτύπησαν το φεγγάρι."

Προς το παρόν, μπορούμε να δούμε μόνο το απόκρημνο πρόσωπο του συντρόφου μας, αν και αναρωτιόμαστε τι ιστορίες μπορεί να μας πει. Θα πρέπει λοιπόν οι διαστημικές υπηρεσίες του κόσμου να χαράξουν ένα σχέδιο για τη λεπτομερή εξερεύνηση της Σελήνης. Τότε, ίσως, μπορέσουμε να γράψουμε το οριστικό κείμενο της επικής οδύσσειας της Γης.

Γαλαξιακό ταξίδι

Ενώ το ηλιακό μας σύστημα περιφέρεται γύρω από το κέντρο του Γαλαξία κάνοντας μια περιστροφή κάθε 200 εκατομμύρια χρόνια, ο ίδιος ο Γαλαξίας μας ταξιδεύει μέσω του διαγαλαξιακού χώρου με περισσότερα από 150 χιλιόμετρα ανά δευτερόλεπτο προς το κοντινό σμήνος της Παρθένου. Αυτός ο χώρος είναι αραιός με ιονισμένο υδρογόνο και ήλιο, με μερικές δεκάδες έως εκατοντάδες σωματίδια ανά κυβικό μέτρο. Η δε κίνηση του Γαλαξία δημιουργεί ένα τεράστιο κύμα κλονισμού σε αυτό το πλάσμα, ίσως επιταχύνοντας τα ιόντα υδρογόνου με θανατηφόρες ενέργειες.

Τα μαγνητικά πεδία στο γαλαξιακό δίσκο μας προστατεύουν από τις περισσότερες από αυτές τις κοσμικές ακτίνες, αλλά ίσως αυτό δεν συνέβαινε πάντα. Καθώς το ηλιακό σύστημα περιφερόταν μέσα στο γαλαξία, κινείτο πάνω και κάτω από το γαλαξιακό δίσκο (κάπου 200 έτη φωτός) περίπου κάθε 60 εκατομμύρια χρόνια.

Επιστήμονες έχουν υπολογίσει ότι οι κοσμικές ακτίνες θα πρέπει να είναι πολύ πιο έντονες στη βόρεια πλευρά του γαλαξιακού επιπέδου. Το γεγονός αυτό θα μπορούσε να εξηγήσει ένα αμφιλεγόμενο σχέδιο στο αρχείο των απολιθωμάτων της Γης. Το 2005, διαπίστωσαν οι ειδικοί ότι η ποικιλομορφία των θαλάσσιων απολιθωμάτων φαίνεται να μεταβάλλεται σε ένα παρόμοιο χρονικό διάστημα των 60 εκατομμυρίων χρόνων, περίπου.

Τα σεληνιακά αρχεία των κοσμικών ακτίνων θα μπορούσαν να χρησιμοποιηθούν και για να δοκιμαστεί αυτή την ιδέα. Αν αυτή η ιδέα στέκει τότε οι εποχές θα μπορούσαν να είναι άσχημες σε μερικά εκατομμύρια χρόνια: ο ήλιος είναι ήδη βόρεια του γαλαξιακού επιπέδου, και αυτό μας οδηγεί βαθύτερα σε κίνδυνο.

Πηγή: New Scientist

(από physics4u)