علماء الفلك يكتشفون بقايا أقدم النجوم في الكون

#1 05-31-2023, 08:58 PM

علماء الفلك يكتشفون بقايا أقدم النجوم في الكون

هذا الاكتشاف يساعد في فهم ظروف الكون بشكل أفضل بعد فترة وجيزة من الانفجار العظيم، عندما كان عمر الكون نحو 300 ألف عام فقط، وعندما ولدت النجوم الأولى.

التوقيعات الكيميائية لهذه الأجسام البعيدة تختلف عن تلك النجوم الأصغر سنا مثل شمسنا (المرصد الأوروبي الجنوبي)

عثر علماء الفلك من المرصد الأوروبي الجنوبي لأول مرة على بقايا لبعض النجوم الأولى في الكون، وذلك بعد اكتشافهم 3 غيوم غازية بعيدة يتطابق تركيبها الكيميائي مع ما هو متوقع من الانفجارات النجمية الأولى، وذلك باستخدامهم التلسكوب الكبير جدا التابع للمرصد.
ومن المتوقع أن يساعد هذا الاكتشاف في فهم ظروف الكون بشكل أفضل بعد فترة وجيزة من الانفجار العظيم، عندما كان عمر الكون نحو 300 ألف عام فقط، وعندما ولدت النجوم الأولى.

باستخدام التلسكوب الكبير جدا حدق العلماء في 3 غيوم بعيدة من الغازات المكونة للنجوم (المرصد الأوروبي الجنوبي)

توقعات وتوقيعات

ووفقا للبيان الصحفي الصادر من المرصد الأوروبي الجنوبي، اكتشف العلماء سحابة غازية تقع على بعد 13 مليار سنة ضوئية، وهو المكان الذي توجد فيه بعض أقدم النجوم في الكون.
وحسب الدراسة المنشورة في دورية "ذا أستروفيزيكال جورنال" (The Astrophysical Journal)، فإن التوقيعات الكيميائية لهذه الأجسام البعيدة بشكل ملحوظ -التي تختلف عن تلك النجوم الأصغر سنا مثل شمسنا- قد تمكّن العلماء من دراستها وتسليط الضوء على كيفية تشكل النجوم والمجرات، وحتى العناصر الأساسية الأخرى في الكون.
وأوضحت المؤلفة المشاركة في الدراسة البروفيسورة ستيفانيا سلفادوري الأستاذة المشاركة في قسم الفيزياء والفلك بجامعة فلورنسا الإيطالية؛ أن النتائج الجديدة تقدم طريقة لدراسة هذا الجيل الأول من النجوم بشكل غير مباشر، بحيث يمكن استخدام مثل هذه الدراسات لاستكمال علم الآثار النجمية وكشف طبيعة النجوم الأولى والمستعرات الأعظمية الأولى.

الغيوم الغازية البعيدة يتطابق تركيبها الكيميائي مع ما هو متوقع من الانفجارات النجمية الأولى (غيتي)

نجوم اليوم مختلفة

يقول أندريا سكاردي طالب الدكتوراه في مرصد باريس -الذي قاد هذه الدراسة خلال أطروحة الماجستير في جامعة فلورنسا- إن النجوم الأولى التي تشكلت في الكون قبل 13.5 مليار سنة كانت تحتوي فقط على الهيدروجين والهيليوم؛ أبسط العناصر الكيميائية في الطبيعة، ويعتقد أن تلك النجوم هي أكبر من شمسنا عشرات أو مئات المرات، وأنها ماتت بسرعة في انفجارات قوية تُعرف باسم المستعرات الأعظمية؛ مما أدى إلى إثراء الغاز المحيط بعناصر أثقل لأول مرة، ومن ثم ولدت أجيال لاحقة من النجوم من هذا الغاز المخصب، وطردت بدورها عناصر أثقل.
ويضيف سكاردي أنه في الأيام الأولى للكون كانت العناصر البسيطة جدا -مثل الهيدروجين والهيليوم- هي المتاحة فقط، واشتعلت النجوم الأولى من هذه العناصر وحدها، وبمرور الوقت حولت نواتها البيضاء الساخنة تدريجيا الذرات البسيطة إلى عناصر أثقل، مثل الكربون والأكسجين والمغنيسيوم وفي النهاية المعادن، كما تشكلت الأجيال اللاحقة من النجوم من سحب من الغاز تحتوي على هذه الذرات الثقيلة، واليوم معظم النجوم التي يلاحظها العلماء غنية بالمعادن مثل الحديد.

وتتكون شمسنا من 98% من الهيدروجين والهيليوم، ولكنها تحتوي على كميات ضئيلة من العناصر الثقيلة مثل الحديد والنيون والكربون، ولم يلاحظ أحد النجوم الأصلية التي تعاني من نقص المعادن بشكل مباشر، والتي ربما تلاشى معظمها أو انفجر منذ فترة طويلة، لكن العلماء لا يزالون قادرين على مراقبة بعض بقاياها عن طريق وضع أنظارهم على بعد مليارات السنين الضوئية.

لاكتشاف السحب الغازية البعيدة استخدم العلماء الضوء الصادر عن الكوازارات (غيتي)

كيف يمكن دراسة النجوم البدائية؟

وباستخدام التلسكوب الكبير جدا، قامت سلفادوري وفريقها بالتحديق في 3 غيوم بعيدة من الغازات المكونة للنجوم.
ولاكتشاف ودراسة هذه السحب الغازية البعيدة، تم استخدام الضوء الصادر عن الكوازارات؛ وهي المنطقة الغازية الساخنة المحيطة مباشرة بثقب أسود هائل تصل درجة حرارتها إلى مئات آلاف الدرجة المئوية، وتبعث الضوء وأشعة أخرى في مراكز المجرات البعيدة، وعندما ينتقل الضوء من الكوازار عبر الكون، فإنه يمر عبر السحب الغازية حيث تترك العناصر الكيميائية المختلفة بصمة على الضوء.
وساعد ذلك في الكشف عن أسرار السحابة بالاعتماد على الأطوال الموجية للضوء التي تمتصها سحب الغاز، وبالتالي حدد الفريق العناصر التي تتكون منها البقايا النجمية.
وتقول سلفادوري إنه "من المؤكد أن الغيوم كانت فقيرة للغاية في الحديد والعناصر المعدنية الأخرى، ولكنها غنية بالكربون والأكسجين والمغنيسيوم، وهو بالضبط ما كان يمكن أن يتبقى بعد نفاد الوقود من النجوم الأولى وانفجارها، ولهذا يمكننا أن نقول إنه يمكن أن يتبع هذا البحث أبحاث أخرى، حيث إن بحثنا هذا هو بحث عن أصول النجوم. وقد يساعد ذلك في تفسير تكوين النجوم الشابة، بما في ذلك تلك الموجودة في مجرة درب التبانة، ويفتح طرقا جديدة لدراسة طبيعة النجوم الأولى بشكل غير مباشر، ويكون مكملا لدراسات النجوم في مجرتنا".