الوقت المقدر للقراءة: 3 دقائق
ما أقدم نجم في الكون؟ وماذا عن الأحدث؟
هل يعرف علماء الفضاء أي النجوم هو الأقدم في الكون وأيها الأحدث؟ كيف يمكنهم معرفة ذلك؟
كيف نميز النجم الأقدم عن الأحدث؟
من بين العدد الذي لا يحصى من النجوم التي تبرق في الفضاء الواسع، هناك منها القديم جداً، والذي شهد بداية الكون. وبعضها حديث إلى درجة أن أقوى تلسكوبات الأرض لا تتمكن من رصدها. ولكن هل من المستطاع معرفة أي النجوم الأقدم وأيها الأحدث؟
يصعب تحديد النجم الأحدث في كوننا، لأن النجوم تولد باستمرار. ولكن هناك العديد من النجوم المرشحة لتكون كذلك من بين ما نعرفه من النجوم. وعلى النقيض، عرف العلماء أقدم النجوم الموثقة منذ عقود واسمه ميثوسيلا.
نشوء النجوم
تولد النجوم داخل سحابات ضخمة من الغاز والغبار تعرف بالسدم. ووفقاً لناسا، تُثقل بعض تجمعات الغاز الكثيفة بكميات كبيرة من المادة تجبرها جاذبيتها على الانخماص. فمزيد من الكتلة يعني مزيداً من الجاذبية.
ويسبب السحب الثقالي الشديد في مركز سحابة منخمصة تراكم الغاز ملتحماً، ويكون هدروجيناً في الغالب، مشكلاً النجم البدئي.
وتبدأ هذه النجوم الأجنة بالدمج النووي لنوى الهدروجين لتعطي الهيليوم، وتصدر الإشعاع أثناء ذلك. ولا يسمى النجم نجماً حتى يصدر الطاقة. وهذه هي الطريقة التي يصبح فيها النجم شديد اللمعان. فبعض النجوم ضعيفة اللمعان إذاً تكون نجوماً حديثة التولد.
تقدير عمر النجوم
رصد البروفيسور في الفيزياء والفلك روبينغ دونغ، من جامعة فكتوريا في كندا، أحدث نجم وليد. حيث قاد دراسة عام ٢٠٢٢ على نظام نجمي بدئي ثنائي يعتقد أن عمره مليون سنة فقط.
وتمكن مع فريقه من وضع عمر تقديري لكل جنين نجمي منهما. وهي غالباً ما تقذف ما يسمى باندفاعات الالتحام.
وعندما يخرج من النجوم اندفاعات ناتجة عن الالتحام والتراكم فيها، تصبح أعلى حرارة وأكثر لمعاناً.
حيث ترتفع درجة حرارة المادة المحيطة بها. ويمكن للجليد الموجود في قرص السحابة الغازية والغبارية الكوكبي البدئي أن يتبخر. ويمكن أن تثار بعض التفاعلات الكيميائية في القرص بسب ارتفاع حرارة المواد.
ولأن النجوم الوليدة ما تزال في حالة مراكمة للمادة، تلفظ دفقات هائلة من الغاز، أو ما يسمى اندفاعات غازية من إحدى طرفيه كنتيجة لذلك. وهذا يعني أنها ما زالت تراكم الكتلة.
ولأن اندفاعات الغاز تبدأ بالتلاشي مع تقدم عمر النجم، يمكن للعلماء من خلال ذلك تقدير عمر النجم. فكلما زاد الغاز، كان النجم أحدث عمراً.
عمر النجم الأقدم في الكون
إن تقديرات عمر النجم HD 140283 المعروف باسم ميثوسيلا تثير الجدل حالياً. حيث أشارت التقديرات المبكرة الناتجة عن عمليات الرصد عام ٢٠٠٠ أن عمره ١٦ مليار عام وفقاً لناسا. وذلك يجعله أقدم من الكون الذي يبلغ عمره ١٣.٨ مليار عاماً!
لذا أشار العلماء مباشرة إلى وجود خلل في التقديرات. وإن لم يكن هناك خلل، فهذا يعني أن الكون نشأ أقدم مما اعتقد سابقاً بدهور.
ولحسم الجدل استخدم العلماء تلسكوب هابل عام ٢٠١٣ لإعادة تقدير عمر النجم. وقد جاءت التقديرات أن عمره ١٤.٥ مليار عام. وذلك بناءً على سطوعه وبعده عن الأرض البالغ ١٩٠ سنة ضوئية وهذا يجعله أقدم بقليل من الكون، رغم أن هناك هوامش خطأ في تقدير عمره.
وقد قيست المسافة لتحديد اللمعان المطلق وبالتالي عمر النجم، بالاستعانة بالدراسات النظرية عن تطور النجوم. ووجد أن العمر ينسجم مع عمر الكون. وذلك ضمن مدى أخطاء القياس والنظرية.
سمات ميثوسيلا أقدم نجم في الكون
إن النجم ميثوسيلا نجم شبه عملاق أكثر لمعاناً من معظم النجوم. لكنه ليس بلمعان النجوم العملاقة. وتلك النجوم هائلة الحجم إلى درجة أن حجومها تبدو شاذة بالنسبة لحرارتها وكتلتها.
كما أن النجوم شبه العملاقة أكثر احمراراً من النجوم العملاقة. فالنجوم تصدر الحرارة عن طريق حرق الهدروجين في أنويتها وتحويلها إلى هيليوم باندماج نووي.
تصل النجوم عالية الكتلة إلى طور النجوم شبه العملاقة عندما تبدأ في استنفاد مخزونها من الهدروجين.
وفي هذا الطور من حياة النجم، يصبح لمعانه أو إشراقه طريقة جيدة لتقدير عمره. فالنجوم شبه العملاقة الخافتة هي الأقدم.
ويميل لون ميثوسيلا إلى الإحمرار وما زال يومض ببطء منذ مليارات السنين. مع أن قربه النسبي من الأرض يعني أنه لا يظهر خافتاً جداً لنا ويمكن رؤيته بتلسكوب مناسب
والشمس بالمقارنة به حديثة العهد. فنجمنا الشمس عمرها أقل من ٥ مليار عام. ويتوقع أن تستمر ٥ مليارات عام أخرى لتتبرد عندها وتتضخم مبتلعة النظام الشمسي وكواكبه ومن بينها الأرض.
ملخص المقال
قد نتساءل ما أقدم نجم في الكون؟ وماذا عن الأحدث؟ يصعب تحديد النجم الأحدث في كوننا، لأن النجوم تولد باستمرار. وعلى النقيض، عرف العلماء أقدم النجوم الموثقة منذ عقود واسمه ميثوسيلا أو HD 140283.
وعمر هذا النجم أثار الجدل، حيث قدر بـ ١٦ مليار عام، أي أقدم من الكون!
لكن أعيد تقدير عمره عام ٢٠١٣ ليبلغ ١٤.٥ مليار عام. ومع هوامش الخطأ ينسجم تقريباً مع عمر الكون.
ويذكر أن النجوم تولد داخل سحابات ضخمة من الغاز والغبار تعرف بالسدم. ثم تبدأ باندماج نووي وتصدر الإشعاع.