يزعم اثنان من علماء الفلك أن الشمس عندما تكونت كانت أكثر سطوعًا وأكثر غموضًا مما هي عليه اليوم
بواسطة: ماركوس تشيون
المريخ اليوم عبارة عن أرض قاحلة متجمدة تعصف بها الرياح، لكن سطح الكوكب يحمل علامات لا لبس فيها على أوقات أكثر دفئا. منذ أقل من أربعة مليارات سنة مضت، كانت تتدفق عبر سهوبها أنهار ضخمة؛ لحست الأيام الضحلة شفتيه. امتدت أقواس قزح فوق الأخاديد الشاسعة لدرجة أن القنوات المتفرعة منها كانت أكبر من جراند كانيون.
لكن العصر الذهبي للمريخ يشكل مشكلة صعبة للباحثين عن الكواكب. وفقا للنسخة المقبولة من تطور الشمس، كانت أقل سطوعا بكثير في شبابها مما هي عليه اليوم. وبحسب هذا الرأي لا يوجد ربيع على المريخ. كان ينبغي للنجم الأحمر أن يتجمد إلى الأبد، غارقًا في الشتاء الدائم.
الآن، توصل اثنان من علماء الفلك إلى حل محتمل لمفارقة المريخ. وفقا لجوليانا ساكمان، من معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا في باسادينا، وأرنولد بوثرويد من جامعة تورنتو، فإن الحكمة التقليدية بين الباحثين حول الشمس المبكرة قد تكون خاطئة بشكل أساسي. ويزعم الاثنان أنه "من الممكن أن تكون الشمس الفتية أكثر سطوعًا مما هي عليه اليوم".
ويكمن سبب الاعتقاد بأن الشمس الفتية كانت أكثر شحوبًا مما هي عليه اليوم في العمليات التي تحدث في قلب الشمس. التفاعلات النووية في النواة تحول الهيدروجين - أخف العناصر - إلى الهيليوم، ثاني أخف العناصر، ونتيجة لذلك ينكمش القلب ويسخن. وتتسارع التفاعلات النووية الشمسية - التي يكون ناتجها الثانوي ضوء الشمس - مع ارتفاع درجة الحرارة. وهكذا، مع تقدم الشمس في العمر، فإنها تبعث المزيد من الضوء. للوصول إلى سطوعها الحالي، كان على الشمس أن تكون عند ولادتها، قبل 4.55 مليار سنة، أكثر شحوبًا بنسبة 30٪ مما هي عليه اليوم.
فكيف يمكن إذًا أن تكون الشمس الفتية أكثر سطوعًا مما هي عليه اليوم؟ هناك احتمال واحد فقط: إذا كان أكبر مما يعتقده الباحثون حتى الآن. تعتمد درجة الحرارة في قلب الشمس - وبالتالي سرعة التفاعلات النووية التي تنتج الضوء - على كتلة المادة التي تضغط على قلب الشمس. وفقا لساكمان وبوثرويد، إذا افترضنا أن كتلة الشمس عند ولادتها كانت أكبر بنسبة 7٪ فقط مما هي عليه اليوم، فإنها كانت أكثر سطوعا بنسبة 50٪ مما كان يعتقد سابقا - أي أكثر سطوعا بنسبة 5٪ مما هي عليه اليوم.
ووفقا للباحثين، كان هذا كافيا لتسخين المريخ إلى الحد الذي يسمح للمياه بالتدفق على سطحه دون أن يتجمد؛ هذا حتى 3.8 مليار سنة مضت. لذلك، وفقًا لعلماء الكواكب، خسر الكوكب معركة الحفاظ على غلافه الجوي، ومات. تتمتع الشمس الأكثر ضخامة بميزة أخرى. مثل هذه الشمس ستقبض على الكواكب بقوة جاذبية أكبر وتسحب الأرض والمريخ بالقرب من الحائط.
لكن إذا كانت الشمس الفتية بالفعل أكثر ضخامة، فأين ذهبت كل كتلتها؟ ويقول الباحثون إنها ضاعت في الفضاء. ولا يمكن أن يحدث هذا إلا تحت تأثير الرياح الشمسية. واليوم، يهب إعصار من الغاز الرقيق، يتحرك بسرعة 1.6 مليون كيلومتر في الساعة، من وجه الشمس إلى الفضاء. لكن الفلكيين يفترضان أنه عندما كانت الشمس شابة، كانت الرياح الشمسية أقوى بألف مرة مما هي عليه اليوم. وكان من شأن رياح بهذه السرعة أن تسمح للشمس الفتية بأن تتخلص كل مليون سنة من كتلة أكبر بعشر مرات من كتلة الأرض، وبالتالي تتقلص إلى حجمها الحالي.
وفي النظرة المقبولة لتطور الشمس، فإن التحول التدريجي للهيدروجين إلى الهيليوم في قلب الشمس يؤدي، كما ذكرنا، إلى زيادة سطوعها مع تقدم العمر. لكن في سيناريو ساكمان وبوثرويد، أدى الفقدان المستمر للكتلة من خلال الرياح الشمسية القوية للغاية إلى تحول الشمس إلى شاحب خلال أول مليار إلى ملياري سنة من عمرها. في مرحلة ما انعكس الاتجاه ومنذ ذلك الحين أصبحت الشمس أكثر إشراقا.
وقد يكون من الممكن اختبار النظرية الجديدة تجريبيا. إذا كانت الشمس بالفعل أكثر ضخامة وأكثر سطوعًا في مهدها، فإن تركيبها الداخلي يختلف عما يُعتقد عادةً. ومن شأن التغير في التركيب الداخلي أن يؤثر على سرعة الموجات الصوتية في الشمس، ويمكن فحص ذلك من خلال فحص تقلبات الشمس، بطريقة تعرف باسم علم الهيليوسيزمولوجي. وقال بوثرويد: "نعتقد أنه بعد وقت قصير من تحسين الطريقة، سيكون من الممكن تأكيد أو دحض نظريتنا".
* ظهر المقال أصلاً في صحيفة هآرتس. كان موقع المعرفة في ذلك الوقت جزءًا من بوابة IOL
