نافذة نادرة على الكون الفتي
حدّد فلكيون يستخدمون تلسكوب جيمس ويب الفضائي ما يصفونه بأنه أكثر مجرة بدائية كيميائيًا لوحظت حتى الآن في الكون المبكر. هذا الجسم، المعروف باسم LAP1-B، كان موجودًا بعد نحو 800 مليون سنة من الانفجار العظيم ويبدو أنه يحتوي على مستويات منخفضة للغاية من العناصر الأثقل من الهيدروجين والهيليوم.
تكمن أهمية هذا الاكتشاف في أن تلك العناصر الأثقل، التي يسميها الفلكيون “معادن”، لم تكن موجودة في الكون في لحظاته الأولى. لقد تكوّنت لاحقًا داخل النجوم وانتشرت إلى الخارج بفعل انفجاراتها. لذلك فإن مجرة ذات محتوى معدني منخفض للغاية توفر نظرة مباشرة وغير معتادة إلى الظروف الكونية قبل أن تتاح لأجيال من تكوّن النجوم فرصة إثراء الكون.
وعمليًا، قد تمنح LAP1-B إحدى أوضح اللمحات المتاحة عن شكل المجرات المبكرة بينما كان الكون لا يزال ينتقل خارج ما يُعرف بالعصور المظلمة الكونية.
لماذا تعد المجرات الفقيرة بالمعادن مهمة إلى هذا الحد
كان الكون المبكر بسيطًا في تركيبه وصعب الرصد. فبعد الانفجار العظيم، هيمنت على المادة عناصر خفيفة مثل الهيدروجين والهيليوم. ويُعتقد أن النجوم الأولى، التي يُشار إليها غالبًا باسم نجوم السكان الثالث، غيّرت تلك البساطة الكيميائية عبر إنتاج العناصر الأثقل في نواتها ثم قذفها إلى الفضاء.
لطالما أراد الفلكيون التقاط أنظمة تقترب قدر الإمكان من نقطة التحول تلك. فمثل هذه الرصدات قد تساعد على توضيح كيفية تشكّل النجوم الأولى، ومدى سرعة بدء المجرات في التطور، وكيف أصبح الكون معقدًا كيميائيًا بما يكفي لدعم أجيال لاحقة من النجوم والكواكب، وفي النهاية الحياة.
وتكتسب LAP1-B قيمتها تحديدًا لأنها خافتة جدًا ولم تتطور كيميائيًا إلا بدرجة ضئيلة. فإذا كانت مجرة ما لا تزال تُظهر محتوى معدنيًا شديد الانخفاض بعد 800 مليون سنة من الانفجار العظيم، فقد تكون تحتفظ بظروف كانت يومًا ما واسعة الانتشار لكنها باتت اليوم صعبة العثور عليها.
كيف جعل ويب والجاذبية هذه الملاحظة ممكنة
استخدم الفريق الدولي بقيادة كيميهِكو ناكاجيما من جامعة كانازاوا أداتين حديثتين غيّرتا علم الفلك عالي الانزياح الأحمر. الأولى هي ويب نفسه، الذي تستطيع أجهزته في نطاق الأشعة تحت الحمراء رصد الضوء القديم الذي انزاح خارج الطيف المرئي بفعل تمدد الكون. والثانية هي العدسة الجاذبية، التي تستخدم جاذبية جسم أمامي ضخم لتكبير مصدر أبعد بكثير يقع خلفه.
هذا المزيج مكّن الباحثين من توصيف مجرة خافتة جدًا كان من الصعب للغاية دراستها لولا ذلك. وقد قدّمت مطيافيات ويب الدليل الحاسم، ما سمح للفريق بفحص التركيب الكيميائي للمجرة بدلًا من الاكتفاء برصد وجودها.
وهنا تصبح النتيجة أقوى من مجرد إعلان عن مجرة بعيدة اعتيادية. فكثير من أجرام الكون المبكر يمكن رؤيتها كنقاط ضوء خافتة، لكن عددًا أقل بكثير يمكن وصفه كيميائيًا بدرجة من الثقة تسمح بالحديث عن حالته التطورية. في هذه الحالة، يجادل الفريق بأنه استطاع فعل ذلك بالضبط.
ما الذي قد تخبرنا به LAP1-B عن النجوم الأولى
الاهتمام العلمي الأوسع يتجاوز مجرة واحدة. فقد أمضى الفلكيون عقودًا في محاولة العثور على أدلة على أجيال النجوم الأولى التي بدأت بإثراء الكون. ويُتوقع أن تكون تلك النجوم ضخمة وقصيرة العمر وصعبة الرصد المباشر. لكن بصماتها قد تبقى محفوظة في المجرات التي تشكّلت عندما كان الإثراء لا يزال محدودًا للغاية.
إذا كانت LAP1-B تمثل فعلًا أكثر المجرات البدائية فقراً بالمعادن المعروفة حتى الآن، فقد تعمل كبديل بيئي للمناطق التي شكّلتها الدفعات الأولى من تكوّن النجوم. وقد تساعد الباحثين على اختبار نظريات حول سرعة انهيار السحب الغازية البدائية، وكيف غيّرت أولى المستعرات العظمى المادة المحيطة، ومدى سرعة انتقال العناصر الثقيلة إلى الأجيال اللاحقة من المجرات.
ولأن الدراسة نُشرت في 13 مايو في مجلة Nature، فهي تدخل أيضًا مجالًا يتحرك بسرعة. فقد أعاد ويب بالفعل تشكيل التوقعات بشأن مدى سطوع بعض المجرات المبكرة وضخامتها وبنيتها. وتضيف منظومة بدائية كيميائيًا مثل LAP1-B نوعًا مختلفًا من الأدلة، وتشير إلى أنه تحت التنوع المدهش للكون المبكر، لا تزال هناك أجسام تحفظ حالة أكثر بدائية.
الصورة الأكبر
يبقى عصر إعادة التأين واحدًا من أكثر الفترات حسمًا وصعوبة في تاريخ الكون. ففي تلك الحقبة، بدأت أولى المصادر المضيئة بتحويل ضباب الهيدروجين المتعادل الذي ملأ الكون. وفهم المجرات التي عاشت في تلك الفترة ضروري لفهم كيف أصبح الكون الحديث مرئيًا ومبنيًا على هذا النحو.
لا تحل LAP1-B هذه القصة بمفردها، لكنها توفر نقطة ارتكاز نادرة. فهي نظام خافت للغاية شوهد في وقت كان فيه الكون لا يزال فتيًا، ويشير فقرها الشديد بالمعادن إلى أنها خضعت لمعالجة كيميائية أقل بكثير مقارنة بالمجرات اللاحقة.
وهذا يجعل الاكتشاف أكثر من مجرد ادعاء بتحطيم رقم قياسي. إنه يوضح كيف يغير ويب هذا التخصص من مجرد الاكتشاف إلى التشخيص. لم يعد الفلكيون يكتشفون المجرات القديمة فحسب، بل بدأوا يقرؤون تاريخها بالتفصيل، وفي حالة LAP1-B يبدو أن ذلك التاريخ يمتد قريبًا من بداية التعقيد الكيميائي نفسه.
هذه المقالة تستند إلى تقرير من Universe Today. اقرأ المقال الأصلي.
Originally published on universetoday.com
