اكتشف تلسكوب جيمس ويب التوقيعات الكيميائية لأكبر النجوم في الكون

ساعد تلسكوب جيمس ويب الفضائي علماء الفلك على اكتشاف الإشارات الكيميائية الأولى للنجوم فائقة الكتلة ، "وحوش السماء" التي احترقت مع سطوع ملايين الشمس في بدايات الكون.

حتى الآن ، كان لأكبر النجوم التي لوحظت في أي مكان كتلة حوالي 300 مرة كتلة شمسنا. لكن النجم الفائق الكتلة الموصوف في الدراسة الجديدة يقدر أن كتلته تتراوح بين 5 و 000 شمس.

كان فريق الباحثين الأوروبيين وراء الدراسة قد وضع نظرية في السابق عن وجود النجوم فائقة الكتلة في عام 2018 في محاولة لشرح أحد أعظم ألغاز علم الفلك. لعقود من الزمان ، حير علماء الفلك من التنوع الهائل في تكوين النجوم المختلفة المتجمعة في ما يسمى بالعناقيد الكروية.

يمكن أن تحتوي هذه المجموعات ، التي تكون في الغالب قديمة جدًا ، على ملايين النجوم في مساحة صغيرة نسبيًا. كشفت التطورات في علم الفلك عن عدد متزايد من العناقيد الكروية ، والتي يعتقد أنها الحلقة المفقودة بين النجوم الأولى في الكون والمجرات الأولى.

تضم مجرتنا درب التبانة ، التي تضم أكثر من 100 مليار نجم ، حوالي 180 عنقودًا كرويًا. لكن يبقى السؤال: لماذا تحتوي النجوم في هذه العناقيد على مجموعة متنوعة من العناصر الكيميائية ، على الرغم من حقيقة أنها ربما ولدت جميعًا في نفس الوقت تقريبًا ، من نفس سحابة الغاز؟

تحتوي العديد من النجوم على عناصر تتطلب كميات هائلة من الحرارة لإنتاجها ، مثل الألومنيوم الذي يتطلب درجات حرارة تصل إلى 70 مليون درجة مئوية. هذا أعلى بكثير من درجة الحرارة التي يعتقد أن النجوم تصل إليها في نواتها ، حوالي 15-20 مليون درجة مئوية ، وهو ما يعادل درجة حرارة الشمس.

لذا اقترح الباحثون حلاً محتملاً: نجم فائق الكتلة كان ينفجر وهو يقذف "التلوث" الكيميائي. يقترحون أن هذه النجوم الضخمة ولدت من تصادمات متتالية في عناقيد كروية معبأة بإحكام. وقالت كورين شاربونيل ، عالمة الفيزياء الفلكية في جامعة جنيف والمؤلفة الرئيسية للدراسة ، لوكالة فرانس برس إن "شيء مثل نجم البذرة سيمتص المزيد والمزيد من النجوم".

وأضافت أنه في النهاية سيصبح "مثل مفاعل نووي ضخم ، يتغذى باستمرار بالمادة التي ستؤدي إلى التخلص من كمية كبيرة منه". وأضافت أن هذا "التلوث" المقذوف سوف يغذي بدوره الشباب ، ويشكل النجوم ، مما يمنحهم تنوعًا أكبر من المواد الكيميائية كلما اقتربوا من النجم الفائق الكتلة. لكن الفريق لا يزال بحاجة إلى ملاحظات لتأكيد نظريتهم.

لقد وجدوها في المجرة GN-z11 ، التي تبعد أكثر من 13 مليار سنة ضوئية - الضوء الذي نراه منها ظهر بعد 440 مليون سنة فقط من الانفجار العظيم. تم اكتشافه بواسطة تلسكوب هابل الفضائي في عام 2015 وحتى وقت قريب كان يحمل الرقم القياسي لأقدم مجرة ​​مرصودة.

جعله ذلك هدفًا رئيسيًا واضحًا لخليفة هابل كأقوى تلسكوب فضائي ، جيمس ويب ، الذي بدأ في إصدار ملاحظاته الأولى العام الماضي. قدم ويب دليلين جديدين: الكثافة المذهلة للنجوم في العناقيد الكروية ، والأهم من ذلك ، وجود كميات كبيرة من النيتروجين.

يتطلب تكوين النيتروجين درجات حرارة قصوى حقًا ، والتي يعتقد الباحثون أنه لا يمكن إنشاؤها إلا بواسطة نجم فائق الكتلة. وقال شاربونيل في بيان: "بفضل البيانات التي جمعها تلسكوب جيمس ويب الفضائي ، نعتقد أننا وجدنا الدليل الأول لوجود هذه النجوم غير العادية" ، واصفًا النجوم أيضًا بـ "الوحوش السماوية".

قال شاربونيل: إذا كانت نظرية الفريق في وقت سابق "نوعًا من أثر نجمنا الفائق الكتلة ، فإن هذا يشبه العثور على عظم". وأضافت "نفكر في رأس الوحش وراء كل هذا".

لكن الأمل ضئيل في أننا سنكون قادرين على مراقبة هذا الوحش مباشرة. وفقًا للعلماء ، يبلغ عمر النجوم فائقة الكتلة حوالي مليوني سنة فقط - لحظة في المقياس الزمني الكوني.

ومع ذلك ، فإنهم يشتبهون في أن العناقيد الكروية كانت موجودة منذ حوالي ملياري سنة ، وربما يجدون المزيد من آثار النجوم فائقة الكتلة التي ربما احتواها ذات يوم.

اقرأ أيضا:

• تخطط شركة خاصة لإعادة تلسكوب سبيتزر الفضائي التابع لناسا إلى الحياة
• اكتشف تلسكوب جيمس ويب الماء حول مذنب في حزام الكويكبات