لأول مرة، قام فريق دولي من علماء الفلك برسم خريطة لما يسمى بالغاز الجزيئي الداكن CO في منطقة تشكل النجوم النشطة Cygnus X. وباستخدام تلسكوب Green Bank Telescope (GBT)، تم الكشف عن هياكل غير مرئية سابقًا، مما يلقي الضوء على كيفية تشكل النجوم في مجرتنا. يتم نشر النتائج في مجلة الفيزياء الفلكية.

المادة غير المرئية للنجوم

لقد عرف العلماء منذ فترة طويلة أن معظم النجوم الجديدة تولد فيها غيوم من الهيدروجين الجزيئي البارد. هذا الغاز خافت للغاية، ولا ينبعث منه أي ضوء تقريبًا، لذلك لا تكتشفه معظم التلسكوبات. للعثور على السحب، يستخدمون عادة إشارات من أول أكسيد الكربون (CO)، الذي يعمل بمثابة “منارة”. لكن بعض الغاز لا ينبعث منه إشارة ثاني أكسيد الكربون، ويظل غير مرئي حتى بالطرق التقليدية. كان هذا المكون يسمى الغاز الجزيئي الداكن CO، وكان منذ فترة طويلة نقطة عمياء في علم الفلك.

“قبل هذا الاكتشاف، ظلت معظم المواد التي تتشكل منها النجوم مخفية. كان الأمر كما لو كنا ننظر إلى مسرح مغطى بستائر دون رؤية اللاعبين الرئيسيين،” يوضح كيمبرلي إيميج من NRAO، المؤلف الرئيسي للدراسة.

كيف تم اكتشاف غير المرئي

وللتعرف على الغاز المخفي، لاحظ علماء الفلك الخطوط الراديوية لإعادة تركيب الكربون (CRRLs). تحدث هذه الخطوط عندما تتحد الإلكترونات مع ذرات الكربون وتصدر إشارة راديوية ضعيفة. بفضل CRRL، من الممكن رؤية هياكل الغاز حيث تكون الطرق التقليدية عاجزة. غطت الخريطة مساحة تزيد عن 100 مرة حجم القمر الكامل. Cygnus X هي “مدينة كونية” للنجوم حديثة الولادة، تبعد 5000 سنة ضوئية عن الأرض.

وأظهرت الخريطة شبكة معقدة من الأقواس والتلال والشبكات التي يتجمع من خلالها الغاز ويتحرك نحو نجوم المستقبل. هذه التيارات ليست ثابتة – سرعتها تتجاوز الافتراضات السابقة، ويمكن للاضطراب أن يسرع أو يبطئ عملية تكوين النجوم. ويرتبط سطوع خطوط الكربون أيضًا بالانبعاثات الصادرة عن النجوم القريبة، مما يوضح كيف تقوم طاقة النجوم الشابة بإعادة توزيع المادة في المجرة.

ويضيف إيميج: “يشبه الأمر تشغيل الأضواء فجأة في غرفة ورؤية تفاصيل لم نكن نعرف حتى بوجودها”.

طريق الغاز إلى النجوم

تتتبع CRRLs تحول ذرات الكربون إلى جزيئات معقدة ستصبح جزءًا من النجوم والكواكب. توفر هذه الملاحظات لمحة نادرة عن المراحل الأولى من بناء النجوم. ويشير العلماء إلى أن كثافة الغاز واضطرابه، بالإضافة إلى التفاعلات مع الإشعاع الصادر من النجوم الشابة، تحدد مكان تشكل النجوم الجديدة ومكان بقاء المواد غير مرئية.

يواصل تلسكوب GBT إجراء مسوحات أكبر لـ CRRL، واستكشاف مناطق أخرى من درب التبانة. ستساعد هذه البيانات في وضع نموذج لكيفية تشكيل مجرتنا لسحب ضخمة للنجوم وفهم العمليات التي تؤدي إلى ظهور أنظمة كوكبية وربما ظروف الحياة.

قيمة الافتتاح

يستطيع علماء الفلك الآن رؤية “المصفوفة الأولية” غير المرئية للبناء النجمي. يؤثر تدفق الغاز الداكن وكثافته وحركته بشكل مباشر على سرعة وشكل الأنظمة النجمية. بشكل أساسي، ولأول مرة، أصبح لدينا الأدوات اللازمة لمراقبة كيفية تحول الذرات البسيطة إلى هياكل مجرية تشكل كوننا.

ويختتم إيميج قائلاً: “من خلال جعل ما هو غير مرئي مرئيًا، يمكننا أن نفهم كيف تتحول المادة إلى جزيئات معقدة ثم إلى أجسام ستؤدي يومًا ما إلى ظهور النجوم والكواكب وربما الحياة”.