الضوء الأول
ص141
إيما


علم الآثار النجمي
اعتبارًا من منتصف عام 2019 ، لم يُرصد إلا عدد قليل من النجوم التي تحتوي على وفرة من الحديد أقل م 110000 . تتسبب القيود التقنية التي يفرضها التلسكوب، أو التداخل الناجم عن النجوم الأخرى في ظهور أدلة خاطئة مقنعة في خطوطنا الطيفية، ويُعد التحليل الذي أجراه علماء آثار النجوم لفهم هذا التلوث وإزالته عملا حيويا. صاحب الرقم القياسي الحالي لأشد النجوم فقرًا في الحديد هو 1443-SMSS J1605.16 اكتشف هذا النجم الفقير بالمعادن الموجود بالهالة في عام 2018 ، وكان يحتوي على أقل من 1 1000000 من نسبة الحديد الموجودة في الشمس والسؤال هنا: هل يمكن اعتبار هذا النجم أحد نجوم الجمهرة الثالثة نظرًا إلى هذه النسبة المنخفضة للغاية؟ لسوء الحظ، لا؛ فمستويات المعادن الثقيلة الأخرى الموجودة في الطيف مرتفعة للغاية بحيث لا يمكن لهذا النجم أن يكونها بنفسه، لا بد أنه حصل على مساعدة من مستعر أعظم سابق هو المسئول عن وضع البذور الأولى لمجموعة أساسية من تلك المعادن في السحابة التي تكون منها هذا النجم يعادل هذا الأمر إتقان تزييف مومياء مصرية، ووضع ساعة ذكية معها. ربما لم تسمع عن مومياء الأميرة الفارسية التي عُرضت للبيع في السوق السوداء مع مطلع الألفية الجديدة. أثارت هذه المومياء ضجة دولية على مدى ستة شهور، حيث ادعت باكستان وإيران، وحتى حركة طالبان الأفغانية، ملكيتها لهذه القطعة الأثرية التي قيل إنها تبلغ من العمر 2600 عام وتقدر قيمتها بالملايين عُرضت المومياء في المتحف الوطني الباكستاني، إلا أن هذه الشهرة لم تدم طويلا. اكتُشفت أمور غريبة بشأن طريقة تحنيطها، وكان منها - على سبيل المثال - اكتشاف . وجود قلبها ووجود أخطاء نحوية في النصوص المكتوبة على التابوت، ولفت ذلك انتباه عالم آثار أمريكي وحثّه على إجراء مزيد من البحث واكتشف أن هذه لم تكن مومياء أميرة عمرها 2600 عام، بل جثة امرأة تبلغ من العمر 26 عامًا قُتلت بوحشية وحدثت الوفاة حوالي عام 1996. حاولت أن أعرف من تكون تلك المرأة المسكينة، لكن حسب علمي لم يتعرف عليها مطلقا ولم توجه لأحد التهمة بقتلها، ولهذا السبب أقضي معظم وقتي في النظر إلى النجوم. فالأمور هنا على الأرض كلُّها مغلوطة. على أي حال، سواء كنا نتحدث عن النجوم أو عن القطع الأثرية، هناك الكثير من عمليات التزوير.
كانت مستويات الحديد المكتشفة في النجم 1443-SMSS J1605 منخفضة، لكنه كان موجودًا بالتأكيد هناك نجم واحد لم يُكتشف أي حديد فيه على الإطلاق ولم يُحدد إلا الحد الأقصى فقط، وهو النجم SM03136708. وفي عام 2013، لم يكشف التحليل الطيفي العالي الدقة للنجم M03136708 الذي رُصِدَ عام 2012 عن شيء يُذكر على الإطلاق. وبدلا من ظهور مجموعة من خطوط الامتصاص، كشف هذا النجم عن عدم وجود أي نشاط على الإطلاق ووجود أربعة معادن فقط( الليثيوم والكربون والماغنيسيوم والكالسيوم). وفي المواضع التي كنا نتوقع أن نرى فيها انخفاضًا يدل على وجود حديد، لم يكن هناك خط سوى مستو، مما يشير إلى عدم وجود حديد وباستخدام التقنيات المتوفرة لدينا، لا يمكننا الجزم تماما بعدم وجود انخفاض طفيف مختبئ بين الضجيج العام للإشارة. لكننا على يقين من أننا نرصد نجما يفتقر إلى الحديد بنسبة 110000000 على الأقل مقارنة بالشمس ومن الممكن أن يكون أقل بكثير. يبدو هذا اكتشافا واعدًا للغاية. فقد عثرنا على نجم يعاني فيما يبدو من غياب تام للحديد؛ تُرى هل يعني هذا أنه بالتأكيد أحد نجوم الجمهرة الثالثة؟ حسنًا، لسوء الحظ، الإجابة لا. ربما اكتشف وجود أربعة عناصر معدنية فقط، لكن الكميات التي عُثر عليها كانت كبيرة لدرجة تشير إلى أنه لا يمكن أن يكون المسئول الوحيد عن إنتاجها هو الاندماج النووي داخل أحد النجوم الأولى. ولك أن تتخيل مدى الغصة التي شعرنا بها؛ إذ كنا نعتقد أن النجاح بات وشيكا. إن مستويات المعادن المكتشفة في النجم SM0313-6708 منخفضة جدا لدرجة أن النماذج تظهر أنه ربما قد تشكّل من سحابة اكتسبت معادنها من مستعر أعظم واحد فقط. وعليه فإن ما ننظر إليه هنا ليس نجما من الجمهرة الثالثة ولكن من الممكن أن يكون من سلالتها الأولى. ويمكننا أن نتعلم الكثير عن النجوم الأولى من نجم ينتمي إلى سلالتها الأولى. ومن خلال مستويات المعادن المقيسة في هذا النجم تمكّن الباحثون من تحديد أن السلف المحتمل كان نجما تبلغ كتلته 60 كتلة شمسية، وانفجر في هيئة مستعر أعظم منخفض الطاقة قبل أن يستقر ويتحول إلى ثقب أسود. يتوافق هذا النموذج على نحو جيد جدا بسبب وجود عناصر معدنية مثل الكربون، ولكن في الوقت نفسه لا يوجد حديد. عندما ينهي نجم حياته في هيئة مستعر أعظم منخفض الطاقة وهو ما نسميه المستعر الأعظم المنهار النواة، تطرد العناصر الأخف فقط مثل الكربون والماغنيسيوم في طبقات الانفجار الخارجية. ومن ثُمَّ تظل المعادن الأثقل، مثل الحديد أقرب بكثير إلى الثقب الأسود المركزي، والاقتراب من الثقب الأسود ليس بالأمر الجيد على الإطلاق. ولذلك، نعتقد أنه على الرغم من إنتاج هذه النجوم الأولى للحديد، فقد تلاشى كل هذا العمل الشاق في ثقب أسود، وتشكل الجيل الثاني من المعادن الأخف التي هربت من الثقب الأسود، ولكن ليس المعادن الأثقل مثل الحديد الذي كنا نستخدمه لتتبع نسبة المعادن بشكل عام. وكما ذكرت سابقا، يعتبر النجم (SMSS J1605-1443)، وهو أحدث نجم فقير بالمعادن والنجم الأقل معدنية عند قياس نسبة الحديد مناسبًا أيضًا لنموذج انهيار النواة هذا، ويتكرر هذا النمط من وفرة الحديد المنخفضة ووفرة الكربون العالية في جميع النجوم المعروفة بفقرها المعدني الشديد مع وجود استثناء واحد يمكن أن تكون هذه المستعرات العظمى المنخفضة الطاقة أكثر شيوعًا مما كان يُعتقَد سابقا، عندما بدا أن جميع النجوم الأولى أنهت حياتها في انفجارات مستعرات عظمى نشطة للغاية. فلو كان هذا صحيحا، فإنه ينطوي على تبعات مهمة حول المدة التي كان فيها هذا الجيل الأول قادرًا على البقاء بشكل عام. لا تؤدي المستعرات العظمى المنخفضة الطاقة إلى تلوث الكون بدرجة كبيرة، مما يحافظ
على وجود مناطق من البيئة خالية من المعادن ومن ثُمَّ ربما تكون نجوم الجمهرة الثالثة قد تشكلت على مدى فترة أطول مما كان يُعتقد سابقا، مما يفرد لنا مجالًا أوسع للبحث. والسؤال هنا: هل وصلنا إذن إلى أقصى حدود علم الآثار النجمي؟ لقد تعمقنا إلى حد لم يتوقع أحد أننا قادرون على الوصول إليه. وأصبح هناك قاعدة أساسية بشأن «حد التلوث وضعها العالم إيكو إيبن الابن في عام 1983. حسب إيبن مقدار تراكم المعادن (المعادن التي تسقط بفعل الجاذبية على النجم) الذي يمكن أن يحدث على مدى عمر النجم لمعرفة ما إذا كانت هذه النجوم الأولى يمكن أن تكون موجودة الآن، ولكنها مطموسة، مثل الكرات الحمراء المتسخة في تجربتنا الفكرية. إن أي قياس للخطوط المعدنية الأساسية سيكون دائمًا محدودًا بكمية «التلوث التي تراكمت على النجم، فحتى لو كان هناك نجم فقير بالمعادن تحت كل هذا التلوث، فلن نتمكن من رؤيته. وحَدُّ التلوث هذا ليس قاطعًا وقد تم تجاوزه بالفعل كانت حسابات إيبن مبسطة، وكان المقصود منها أن تكون دليلا استرشاديا، لكن الفكرة الأساسية المتمثلة في أننا سنصل يوما ما إلى أقصى ما يمكننا اكتشافه فيما يتعلق بالنجوم الفقيرة بالمعادن تكاد تكون مؤكدة، ولا تبدو بعيدة جدًّا.
ثمة أمل حقيقي في أن نتمكن يوما ما من العثور على أحد نجوم الجمهرة الثالثة الذي ما زال على قيد الحياة. وعلى الرغم من اعتقاد أن متوسط كتلة نجم الجمهرة الثالثة يتراوح بين عشرات ومئات المرات من كتلة الشمس، فإنه يتضح من عمليات المحاكاة أن هناك مجموعة من النجوم المنخفضة الكتلة قد تكونت في الوقت نفسه. كلما كان النجم أضخم كان عمره أقصر، ولذا لن يظل موجودًا في كوننا الحالي سوى النجوم التي تبلغ كتلتها 80٪ من كتلة الشمس أو أقل. إن اكتشاف هذه النجوم ليس بالأمر السهل، لكننا نعتقد أن هالة المجرة مكان جيد للبحث عنها؛ نظرًا إلى وجود مستوى تلوث أقل ناجم عن النجوم الأصغر سنا، ومن المحتمل أن تكون نجوم الجمهرة الثالثة الأقدم قد خرجت من القرص وتتجول في الهالة الآن وبشكل عام، تعد خطوط امتصاص الحديد مؤشرًا جيدًا لإجمالي نسبة المعادن في أي نجم، وتسمى النجوم التي تحتوي على نسبة أقل من الحديد إلى الهيدروجين مقارنة بالشمس بأنها «فقيرة في المعادن».
أحرز علم الآثار النجمي تقدما ملحوظا فقد توصل العلماء إلى نسب معادن تبلغ 1 1000000 من وفرة الحديد في الشمس، ووصلوا إلى مرحلة عدم اكتشاف الحديد على الإطلاق. لقد كان البحث عن النجوم الفقيرة في المعادن أمرًا صعبًا، وزاد من تعقيده التلوث المعدني واختلاط جماهر النجوم، ومن غير المرجح أن نحرز مزيدًا من التقدم في اكتشاف نسب معادن أقل. ومع ذلك، لا تدع علم الآثار النجمي يخدعك، فهو ليس مجالا ميتا، بل مجال للموتى. فقد انتقل من البحث عن النجوم الأولى إلى التحدث مع نجوم الجيل الثاني وسماع حكايات أسلافها. ومع تطوير تقنيات أكفأ لاختيار النجوم المرشحة الواعدة من بين مليارات الخيارات، نأمل في أن نزيد حجم عينتنا من النجوم الفقيرة في المعادن ونستخلص مزيدًا من الاستنتاجات المهمة حول تنوع انفجارات المستعرات العظمى التي تسببت في حدوثها. وبهذه الطريقة، هناك أمل في أن نتمكن من عكس هندسة دوال الكتلة الأولية لنجوم الجمهرة الثالثة، أو على الأقل وضع قيود على دوال الكتلة الأولية الناتجة من عمليات المحاكاة. بغض النظر عن الجهود التي نبذلها في البحث عن القطع الأثرية المميزة، لا يمكننا أن نأمل في العثور على المزيد فآلاف السنين من التعرية والتآكل كفيلة بأن تدمر معظم الأقمشة والمواد الغذائية والأدوات الخشبية. إذا كانت هناك مجموعة من النجوم المنخفضة الكتلة اليوم، فمن المحتمل أن تكون مغطاة بعوامل التلوث، ومخفية عن الأنظار، مما يثير تساؤلات حول ما إذا كان بإمكاننا تجاوز هذه العقبات وتحقيق مزيد من الاكتشافات.
ربما لم نتمكن من اكتشاف النجم الأول، ذلك النجم الخالي من المعادن، لكننا اكتشفنا ما نعتقد أنه من سلالته الأولى، النجم الذي ربط بين مجموعات النجوم الخالية من المعادن والنجوم الفقيرة في المعادن. لا يعتبر ذلك إخفاقًا. فعلى الرغم من أننا جميعًا نود مقابلة الملك خوفو وسؤاله عن كيفية بناء الهرم الأكبر والمكان الذي دفنت فيه الكنوز، فأنا متأكدة من أننا سنكتفي بالدردشة مع الملكة كليوباترا؛ وعلى الرغم من ذلك، فإن إحدى الحقائق المفضلة لدي عن مصر القديمة هي أننا أقرب زمنيًّا إلى كليوباترا مقارنةً بقرب كليوباترا الزمني إلى الأهرامات. إن مستقبل علم الآثار النجمي لم ينته بعد. لقد وجد للتو موطئ قدم له، ومع اكتشاف النجم 6708-SM0313، ومع استمرار جهودنا الاستكشافية لمحنا بريقًا خافتا من الذهب، أو دعونا نقول في هذه الحالة، من الحديد.

اخر الاخبار

اخبار العتبة العباسية المقدسة

الهيأة العليا وجمعية العميد تعقدان اجتماعا لمناقشة آليات التعاون العلمي المشترك

لتقديم الدعم النفسي والمعنوي قسم الشؤون الطبية يزور أطفال مرضى السرطان في مستشفى الإمام الحسن (عليه السلام)

قسم الشؤون الفكرية يهدي إصداراته الحديثة إلى مكاتب المراجع وعدد من المؤسسات في بابل

عبر مركز الكفيل للصحة والسلامة.. قسم الشؤون الطبية يستأنف ورش الإسعافات الأوّلية للمنتسبين

المزيد

الآخبار الصحية

سرّ بسيط لصحة القلب.. أطعمة تخفض الكوليسترول خلال أسابيع

سبب خفي لإعتام عدسة العين ؟

عوامل خفية تسرّع شيخوخة الدماغ

أسباب الرغبة الشديدة في تناول الحلويات والأطعمة النشوية

المزيد

الآخبار التكنلوجية

كندا تصنع كاسحة جليد من جيل جديد

رواد "أرتيميس 2" يكشفون تفاصيل حياتهم في الفضاء

حفريات صينية تكشف كائنات بحرية عاشت قبل 546 مليون عام

روسيا تطلق صاروخ "سويوز-2.1 إيه" من قاعدة بليسيتسك الفضائية

المزيد

مواضيع ذات صلة

البحث في المجرة

اكتشاف النجوم الفقيرة بالمعادن

وفرة من المعادن

دالة الكتلة الأولية

جزر في السماء

حدث أكسدة الكون

النجوم الشقيقة

النجوم السامة

ولادة النجوم العملاقة

كتلة جينز

مشكلة درجات الحرارة الدنيا

المادة المظلمة والضوء الأول