العلماء يكتشفون بقايا من أقدم نجوم الكون

سحابة غازية تبعد ١٣ مليار سنة ضوئية قد تكون موضع بعض أقدم النجوم في الكون.

ربما يكون العلماء قد اكتشفوا بقايا بعض أقدم نجوم الكون. والبصمات الكيميائية لهذه الأجسام التي يزيد بعدها عن ١٣ مليار سنة ضوئية عنا تختلف اختلافاً ملحوظاً عن النجوم الأحدث كشمسنا. ويأمل العلماء عن طريق دراسة هذه النجوم بالطبع تسليط الضوء على كيفية تشكل النجوم والمجرات والعناصر الأساسية.

الكشف الجديد

نشر البحث الجديد الذي شاركت بتأليفه عالمة فيزياء الفلك ستيفانيا سالفادوري من جامعة فلورانسا يوم ٣ أيار في مجلة ذا أستروفيزيكال جورنال.

في الأيام المبكرة من عمر الكون، لم يكن متوفراً سوى بعض العناصر البسيطة مثل الهيدروجين والهيليوم. وأولى النجوم بدأت شرارتها من هذه العناصر وحدها في الواقع ومع مرور الوقت حول اللب هائل الحرارة لكل منها هذه الذرات إلى عناصر أثقل كالكربون والأوكسجين والمغنيزيوم والمعادن في النهاية.

وتشكلت أجيال النجوم اللاحقة من سحب غازية تحتوي هذه الذرات الأثقل، واليوم معظم النجوم التي يرصدها العلماء غنية بالحديد. (تتكون شمسنا من ٩٨٪ من الهيدروجين والهيليوم، ولكنها تحوي مقادير ضئيلة من عناصر أثقل كالحديد والنيون والكربون).

النجوم غير الحاوية على المعادن

لم يرصد أحد النجوم الأصلية غير الحاوية على المعادن مباشرة، إذ يرجح أن معظمها انهار أو انفجر منذ مدة طويلة. ولكن ما يزال العلماء قادرون على رصد بقاياها الغبارية عن طريق توجيه مراصدهم ملايين السنين الضوئية للوراء.

وتمكنت سالفادوري وفريقها من الرصد الجيد لسحب تكون نجوم بعيدة، وذلك باستخدام التلسكوب الكبير جداً في المرصد الأوربي الجنوبي.

ولم تكن هذه السحب لوحدها لتكشف للعلماء الكثير، ولكن ساعد ضوء قادم من نجم زائف (كوازار) بالكشف عن أسرار هذه السحب في الحقيقة. والكوازار نواة كونية ضخمة مكونة من الغبار تسقط في ثقب أسود فائق الضخامة. واعتماداً على أطوال الأمواج التي تمتصها السحابة حدد العلماء العناصر التي تتكون منها البقايا النجمية.

نتائج الدراسة

كانت السحب دون شك فقيرة بالحديد وغيره من العناصر المعدنية الأخرى، ولكنها غنية بالكربون والأوكسجين والمغنيزيوم. وهو تحديداً ما يمكن أنه قد تبقى بعد أن نفد وقود النجوم الأولى وانفجرت وفقاً للباحثين.

يقود هذا البحث مع غيره من الأبحاث إلى أصل النجوم، وقد يساعد في تفسير تركيبة النجوم الأحدث عمراً، ومن بينها تلك الموجودة في مجرة درب التبانة.

تقول سالفادوري: يفتح كشفنا آفاقاً جديدة لدراسة طبيعة النجوم الأولى بطريقة غير مباشرة، وتكمل تماماً دراسات على نجوم في مجرتنا.

 

نجوم أقدم في الكون

بالطبع قد تتساءل الآن ما هو أقدم نجم في الكون. يسمى النجم الأقدم في الكون ميثوسيلا أو HD 140283، وتقديرات عمره 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!

وهذا ما دعا العلماء إلى القول مباشرة بجود خلل في التقديرات. وفي حال عدم وجود خلل، فهذا يعني أن الكون قد نشأ أقدم مما يعتقد.

ولحسم الجدل في هذا الأمر استخدم العلماء تلسكوب هابل عام ٢٠١٣ لإعادة تقدير عمر النجم. وتبين أن عمره وفق التقديرات الجديدة  ١٤.٥ مليار عام. 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.

والنجم 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.

ملخص المقال

العلماء يكتشفون بقايا يرجح أنها من أقدم نجوم الكون في دراسة جديدة. وذلك في سحابة تبعد عنا ١٣ مليار سنة ضوئية.

وقد تكونت النجوم الأولى من عناصر بسيطة مثل الهيدروجين والهيليوم. ثم تحولت مع مرور الوقت إلى عناصر أثقل تكونت منها النجوم في الأجيال اللاحقة.

وقد اعتمد الباحثون على الأطوال الموجية الضوئية التي امتصتها السحابات التي تكونت بها هذه النجوم لكشف أسرارها.

أما لنجم الأقدم في الكون فهو ميثوسيلا أو HD 140283، ويقدر عمره بعمر الكون تقريباً.

المصدر

هنا