أثناء مراقبة مجموعة فريدة من النجوم على مشارف مجرة درب التبانة، رصد العلماء 20 نجمًا ضمن بقايا عنقود نجمي يعود إلى العصور المبكّرة للكون، وكشفت الخصائص المعدنية لهذه النجوم عن ثغرات على الأرجح في النظرية السائدة في الوسط العلمي عن كيفية تشكل النجوم.
وقال عالم الفيزياء الفلكية في مرصد ستراسبورغ الفلكي نيكولا مارتان: "إن دراسة علم الآثار الخاص بالمجرّات تتطلب فهم ما امتصته مجرتنا عبر الزمن، ومعرفة أسسها". وأضاف أن ذلك يستلزم النظر بعيدًا جدًا في الفضاء وبالتالي في الوقت، كما يفعل تلسكوب هابل الفضائي وما سيفعله قريبًا تلسكوب جيمس ويب، أو التمكّن من العثور على ما يشبه "المتحجرات" على مسافات أقرب إلى كوكب الأرض.
20 نجمة
وذكرت الدراسة التي نشرتها مجلة "نايتشر" أن مجموعة النجوم العشرين التي رصدها الفريق المتعدّد الجنسيات بقيادة نيكولا مارتان تنتمي إلى هذه الفئة.
وشرح الباحث أنها "من بين أولى النجوم التي تشكّلت في الكون... قبل أكثر من 12 مليار سنة، وربما حتى أكثر من 13 مليارًا"، أي مئات الملايين من السنين بعد الانفجار العظيم.
وقال الباحث: "تمتدّ هذه النجوم على شكل تيار" سُميّ (C19)، وهو عبارة عن شريط من النجوم ناتج من حشد نجمي، مرّ بالقرب من مجرتنا وتمزّق". ويمتد هذا الشريط اليوم على آلاف السنين الضوئية، على شكل ملحق بقرص مجرة درب التبانة.
واكتشف علماء الفلك هذه النجوم بفضل معدنيتها الشديدة الانخفاض التي تشكّل مقياسًا لنسبة العناصر الكيميائية الأثقل من الهيدروجين والهيليوم في النجوم. وتفيد نظرية تكوين النجوم بأن الهيدروجين والهيليوم وحدهما كانا يغذيان بدايتها.
وأوضح مارتان، وهو المعدّ الرئيسي للدراسة، أن "الأجيال المتعاقبة من النجوم تنتج خلال تطورها عناصر كيميائية أثقل في نواتها". وعندما يموت النجم، تُثري هذه العناصر الغاز النجمي الذي يشهد ولادة نجوم أخرى، مخصَبًا هو الآخر بعناصر ثقيلة.
وتشكّل شمسنا الحديثة العهد نسبيًا، إذ يبلغ عمرها 4,6 مليارات سنة، مثالًا جيدًا، إذ تحتوي على ما يزيد قليلًا عن 1.5% من هذه العناصر الثقيلة وأبرزها الكربون والأكسجين والحديد.
Our latest #CosmoView features a unique stream of #stars orbiting the #MilkyWay, a discovery made by an international team of researchers. Called C-19, the stellar stream stretches across an impressive expanse of the #nightsky!https://t.co/2r1cwDRCST#NOIRLab #GeminiObs pic.twitter.com/eJwLIm5sNz
— NOIRLab (@NOIRLabAstro) January 8, 2022
عناصر ثقيلة أقلّ
أما مجموعة النجوم التي رصدها نيكولا مارتان وزملاؤه فتحتوي نسبيًا على 2500 مرة أقلّ من هذه العناصر، علمًا أن "النماذج الحالية لتشكيل النجوم لا تعمل على ما يبدو بمعدنيات منخفضة كهذه" لتكوين عناقيد نجمية كتلك التي اكتشفها فريق العلماء.
ويعني ذلك أن النظرية يجب أن تواكب الملاحظة الآن. وحتى اليوم، تم اكتشاف مجموعة نجمية واحدة فقط في مجرة المرأة المسلسلة، بمعدن أقوى بكثير من C19 لكنها أدنى من العتبة النظرية.
ودقّق علماء الفلك لتحديد C19 في بيانات من القمر الصناعي "غالا" الذي رسم إلى اليوم خرائط لأكثر من 1,5 مليار نجم في المجرة. ثم دمجوا التيارات النجمية التي تمّ تحديدها بفضل برنامج "بريستين" الذي يستخدم تلسكوب كندا-فرنسا-هاواي لقياس معدنية النجوم. وأصبح الجهد دوليًا، مع سلسلة من الملاحظات لتحسين القياسات باستخدام التلسكوبين الكبيرين "Gemini North" في هاواي و" GTC" في جزر الكناري.
وسيتبع الفريق الآن خيطين، إذ سيدرس تيارات نجمية أخرى سبق رصدها، وسيعمل على تنقيح قياسات التحليل الكيميائي لـ C19، بانتظار بدء تشغيل التلسكوب الأوروبي الكبير جدًا "ELT" في غضون خمس سنوات.
وإذا لم تكن نجوم C19 تنتمي إلى الجيل الأول الذي ظهر في الكون، فمن الممكن أن تكون "تكوّنت من غاز لوّثته النجوم الأولى".