عثر “ويب” على آثار لنجوم ضخمة “مستحيلة” بشكل غير طبيعي في الكون المبكر

سمح تلسكوب جيمس ويب الفضائي (JWST) لعلماء الفلك بدراسة المجرات في أبعد حدود الكون المبكر بالتفصيل لأول مرة. ويبدو أن التركيب الكيميائي لبعضها يدل على ذلك وجود نجوم غريبة فائقة الكتلة تصل كتلتها إلى 10000 كتلة شمسية.

تبدو هذه العمالقة غريبة، لأنه في الجزء الأقرب إلينا من الكون، تبدو النجوم محدودة بحد معين من الكتلة.

يقول ديفيش ناندال من مركز هارفارد سميثسونيان للفيزياء الفلكية في ماساتشوستس: «جميع نماذجنا لتطور المجرات… مبنية على افتراض أن النجوم لا يمكن أن تكون أثقل من حوالي 120 كتلة شمسية». “بالطبع، كانت هناك أفكار نظرية لاستكشاف النجوم.. أضخم من هذا الحد، لكن حتى الآن لم تكن هناك ملاحظات حقيقية من شأنها أن تؤكد ذلك”.

ما زال. درس علماء الفيزياء الفلكية ملاحظات تلسكوب جيمس ويب الفضائي للمجرة البعيدة GS 3073 واكتشفوا محتوى نيتروجين مرتفع بشكل غير عادي في تركيبها الكيميائي، كما ورد في رسائل مجلة الفيزياء الفلكية.

وهذا ليس شذوذًا تمامًا: فقد لوحظت مستويات مرتفعة من النيتروجين في العديد من المجرات الأخرى على مسافات كبيرة مماثلة. ولكن هناك ليس مرتفعا بحيث يسبب أي شك – يمكن تفسيره بأنواع معينة من النجوم العادية نسبيا وغيرها من الأحداث الكونية. ولكن مع GS 3073، فإن الوضع مختلف، كما يؤكد ناندال: إنه حقًا أكثر مما ينبغي نتروجين.

هناك نوع افتراضي من النجوم البدائية ينسب إليه الخبراء нелелению III. من الناحية النظرية، فهي ضخمة جدًا وكان من المفترض أن تختفي منذ فترة طويلة. وفقا للحسابات، يجب أن تنتج هذه النجوم المزيد من النيتروجين أكثر من تلك العادية. حسب ناندال وزملاؤه أن عددًا قليلًا فقط من نجوم المجموعة الثالثة التي تتراوح كتلتها بين 1000 و10000 كتلة شمسية يمكن أن تكون مسؤولة عن النيتروجين الزائد في GS 3073.

ويقول: “يقدم عملنا أقوى دليل حتى الآن على وجود نجوم فائقة الكتلة من المجموعة III في بداية الكون”.

ومع ذلك، فإن الزملاء لديهم موقف متناقض للغاية تجاه مثل هذه التصريحات الصاخبة.

“يجب أن ترتبط نجوم المجموعة الثالثة ببيئة بدائية تقريبًا” فقيرة بالعناصر الأثقل من الهيليوم، كما يوضح روبرتو مايولينو من جامعة كامبريدج. “على العكس من ذلك، فإن GS 3073 هي مجرة ​​ناضجة كيميائيا. لذا فهي لا تبدو كبيئة تتوقع العثور فيها على المجموعة III”، كما يقترح.

ربما تكون مجرد مجرة ​​غريبة، كما يعترف عالم الفيزياء الفلكية جون ريجان من جامعة ماينوث في أيرلندا.

“عندما ننظر إلى الكون المبكر، نرى فقط مجرات غريبة بشكل لا يصدق، غريبة حقًا. لذلك، من غير المنطقي إلى حد ما أن نقول: نعم، ولكن من غير المرجح أن تتشكل النجوم الفائقة الكتلة هناك، لأن هذا سيكون غريب جدا. انتظر لحظة، لقد اعترفت بنفسك بأنهم بالفعل غريبون بشكل لا يصدق! – يقول.

إذا كانت هذه النجوم الضخمة موجودة بالفعل، فقد يساعد ذلك الباحثين على فهم أصول الثقوب السوداء الهائلة التي ظهرت في الكون في وقت أبكر بكثير مما ينبغي. ولو أنها تشكلت من نجوم فائقة الكتلة بدلًا من نجوم عادية، لكان قد حصلوا على السبق، وهو ما قد يفسر كيفية نموهم إلى الأحجام الهائلة التي نراها في وقت قصير نسبيًا.

إن التأكد من أن GS 3073 وغيرها من المجرات الغنية بالنيتروجين في بداية الكون تحتوي بالفعل على نجوم فائقة الكتلة لن يكون سهلاً، فمن المرجح أن يتطلب العثور على المزيد من التوقيعات الكيميائية لهذه العمالقة الغريبة.

وخلص ريجان إلى أن “إثبات وجود هذه الكائنات أمر صعب للغاية، كما أن العثور على أدلة قاطعة أمر صعب للغاية. ومع ذلك، فإن هذه الإشارة قوية للغاية”.