علماء الفلك ربما وجدوا أدلة على النجوم الأولى في كوننا

عندما كان الكون صغيرا، منذ حوالي 13.7 مليار سنة، تشكلت النجوم الأولى في الظلام الدامس، ما أدى إلى إنارة الكون.

ولم نعثر بعد على أي من هذه النجوم الأولى، المعروفة باسم نجوم التعداد الثالث، ولكن قد يكون النجم الموجود في مجرة ​​قزمة تدور حول درب التبانة هو أفضل حدث تالٍ.

ويقع AS0039 في مجرة ​​Sculptor dwarf spheroidal على بعد 290 ألف سنة ضوئية، ويحتوي على تركيبة كيميائية تشير إلى أنه يشتمل على عناصر من نجم Pop III الذي أصبح هايبرنوفا.

ووفقا لتحليل أجرته عالمة الفلك، أوسا سكلادوتير، من جامعة فلورنسا في إيطاليا، فهو ليس فقط أقل نجم معدني اكتُشف خارج مجرة ​​درب التبانة، بل إنه يحتوي أيضا على أقل وفرة كربونية على الإطلاق في أي نجم.

وإذا تأكد ذلك، يمكن أن يكون AS0039 مفتاحا لمساعدتنا على فهم كيفية انطلاق الكون.

وتوضح سكلادوتير في بيان صحفي مترجم آليا من الإيطالية: "نحن في وجود نجم ثانوي بخصائص كيميائية استثنائية: منخفض في الحديد، AS0039 ليس غنيا بالكربون وكمية منخفضة للغاية من المغنيسيوم مقارنة بالعناصر الثقيلة الأخرى، مثل الكالسيوم".

وعلى الرغم من أن علماء الفلك لديهم فهم جيد لكيفية تطور الكون من الانفجار العظيم إلى حالته المتلألئة الحالية، إلا أنه من الصعب النظر إلى المسافات البعيدة للزمكان. ولبضعة ملايين من السنين بعد الانفجار العظيم، امتلأ الفضاء بغاز حار، غامض، معتم. ولم يكن ذلك حتى ولادة النجوم الأولى وتأين ضوئها فوق البنفسجي لهذا الغاز الذي بدأ يتلاشى، ويمكن للضوء أن يتدفق بحرية.

وتعطينا عمليات تشكيل النجوم الحالية فكرة عن كيفية نشأة نجوم Pop III هذه، ولكن العثور عليها، وآثارها المباشرة، سيكون أفضل طريقة لمعرفة كيف تكشفت هذه الفترة الغريبة في تاريخ الكون حقا.

وهذا يعني أن النجوم فقيرة جدا في العناصر الثقيلة. وقبل تشكل النجوم، لم تكن هناك عناصر ثقيلة في الكون؛ كان حساء معظمه من الهيدروجين والهيليوم. وعندما جاءت النجوم، بدأت تدمج النوى لتشكيل عناصر أثقل، وصولا إلى الحديد. وشكلت الأحداث النشطة العنيفة مثل المستعرات الأعظمية عناصر أثقل.

وهذه العناصر المنتشرة في جميع أنحاء الكون، التُقطت بعد ذلك في الأجيال اللاحقة من النجوم المولودة من الغاز والغبار الكوني. لذلك، إذا وجدنا نجوما منخفضة نسبيا في المعادن، فهذا يعني أن النجم يجب أن يكون قديما جدا، من وقت ما قبل وفرة المعادن.

ويعد AS0039 منخفضا جدا في المعادن بالفعل. وهذا في حد ذاته سيكون ممتعا. 

ولكن سكلادوتير وفريقها وجدوا أن النجم يفتقر إلى الكربون والمغنيسيوم أكثر من المعتاد بالنسبة للنجم الفقير بالمعادن. ونظرا لأن هذه العناصر تتشكل عبر اندماج النواة النجمية، فإن هذا يشير إلى أصل غير عادي لسحابة الغاز الجزيئي AS0039 المتكونة منها.

وقال الفريق إن نسب وفرة الكربون والحديد والمغنيسيوم والكالسيوم والتيتانيوم تتوافق مع انفجار شديد الطاقة - هايبرنوفا، طاقة أكثر بعشر مرات من المستعر الأعظم.

ويرجع ذلك جزئيا إلى أن الكالسيوم والتيتانيوم عنصران ألفا متفجران يتشكلان أثناء انفجار مستعر أعظم. وخلال انفجار أكثر نشاطا، تحصل على مستويات أعلى من الكالسيوم والتيتانيوم. وقال الفريق إن هذا يمكن أن يفسر وفرة العناصر في AS0039.

ولمعرفة كيف حدث ذلك، أجروا عمليات محاكاة. وكان أفضل توافق هو انفجار الهايبرنوفا لنجم سلف Pop III الذي سجل حوالي 21 ضعف كتلة الشمس، بطاقة 10×1051 إرج (وحدة من وحدات الطاقة، وعلى الأخـص الطاقة الحرارية).

وقد يعني هذا أن AS0039 يمثل بعضا من أول دليل على الملاحظة على وجود هايبرنوفا صفري معدني، وفرصة مذهلة لمحاولة فهم النجوم الأولى في الكون.

وتقول عالمة الفلك ستيفانيا سلفادوري، من جامعة فلورنسا: "تُظهر الدراسة أن تحليل الأحافير النجمية لا يسمح لنا فقط بتحديد كتلة النجوم الأولى بشكل غير مباشر، ولكنه يوفر أيضا معلومات مهمة حول طاقة انفجارات المستعر الأعظم الأول".

ونُشر البحث في مجلة Astrophysical Letters.

قد يهمك ايضاً

المرصد الفلكي الوطني الياباني يعلن عن إبتكار جديد يُقربنا لحقيقة تطور الكون وتشكل النجوم

الصين تنجح في تجربة مركبة فضاء "قابلة لإعادة الاستخدام"