عُثر على نجم عجوز آخر مختبئًا في مجرة درب التبانة. فعلى بُعد نحو 35000 سنة ضوئية عن الأرض، عُثر على عملاق أحمر اسمهSMSS J160540.18-144323.1 يحتوي على أقل مستويات من الحديد من أي نجم آخر في المجرة. ما يعني أنه أحد أقدم النجوم في المجرة، وربما ينتمي إلى الجيل الثاني من النجوم بعد انبثاق الكون إلى الوجود منذ 13.8 مليار سنة، وهو عمر الكون.
يشرح عالم الفلك توماس نوردلندر Thomas Nordlander من مركز التميز للفيزياء الفلكية للسماء بأكملها بتقنية ثلاثية الأبعاد والجامعة الوطنية الأسترالية: «يحتوي هذا النجم الفقير على المكونات بشكل لا يصدق، والذي تشكل تقريبًا بعد بضع مئات من السنوات بعد الانفجار العظيم، مستويات من الحديد أقل بحوالي 1.5 مليون مرة من مستويات الحديد في الشمس. ويمكننا تشبيهه بقطرة ماء في مسبح أولمبي».
وبهذه الطريقة يمكننا تحديد عمر هذا النجم، إذ إنه بوقت مبكر جدًا لم يكن هناك معادن في الكون أبدًا. وقد صُنعت النجوم الأولى بشكٍل أساسي من الهيدروجين والهيليوم، واعتُقد أن تكون ضخمة جدًا وساخنة جدًا وقصيرة العمر. تسمى هذه النجوم population III إلا أننا لم نرها أبدًا.
تُغذى النجوم بالاندماج النووي، إذ تُدمج النوى الذرية للعناصر الأخف لتكوين نوى أثقل. في النجوم الأصغر، يُعتبر هذا الاندماج للهيدروجين في الهيليوم أساسيًا. لكن في النجوم الأكبر -مثل نجوم من نوع Population III التي يعتقد أنها كانت كذلك- يمكن تكوين عناصر ثقيلة من ضمنها السيليكون والحديد.
عندما تنتهي حياة مثل هذه النجوم بانفجارات المستعر الأعظم (السوبرنوفا)، تطرد هذه العناصر في الكون. وعندما تتشكل النجوم الجديدة، فإنها تلتقط هذه العناصر؛ وبالتالي فإن كمية المعادن التي يحتويها النجم هي مؤشر موثوق لمعرفة متى تشكل هذا النجم.
على سبيل المثال، نعلم أن شمسنا عمرها عدة أجيال -ربما 100- بعد الانفجار العظيم، وذلك بناءً على معدنية (مقدار المعادن) شمسنا.
إلا أننا وجدنا نجومًا ذات معدنية أقل في مجرة درب التبانة، مشيرةً إلى منشأها في الكون المبكر. أحد هذه الأجرام هو 2MASSH18082002-5104378 B، والذي سجل أقل نسبة من الحديد إذ إن نسبة الحديد إلى الهيليوم فيه تساوي:
Fe/H = -4.07 ± 0.07 بنسبة معادن أقل بحوالي 11,750 مرة من تلك التي تحتويها شمسنا.
ولكن نسبة الحديد إلى الهيليوم في النجم SMSS J160540.18-144323.1 تساوي:
Fe/H = -6.2 ± 0.2. وكما قال نوردليندر، تشكل هذه النسبة معدنية أقل بحوالي 1.5 مليون مرة من الشمس.
من غير المرجح أن يكون أي من النجوم ذات النوع Population III قد نجت لفترة كافية حتى نتمكن من دراستها. ولكن عن طريق النجوم التي جاءت فيما بعد، يمكننا اكتشاف تاريخها.
يعتقد الباحثون أن النجم الذي أعطى SMSSJ160540.18-144323.1 حديده قد كانت كتلته صغيرة نسبيًا في الكون المبكر، حوالي عشرة أضعاف كتلة الشمس. وباعتقاد العلماء، فإنها ضخمة بما يكفي لإنتاج نجم نيوتروني بعد أن يحدث مستعر أعظم ضعيف نسبيًا.
يمكن أن يؤدي انفجار مستعر أعظم إلى عملية التقاط نيوترونية سريعة أو إعادة التقاط، وهي سلسلة من التفاعلات النووية التي تصطدم فيها النوى الذرية مع النيوترونات لتكوين عناصر أثقل من الحديد.
لم يكن هناك دليل حقيقي على وجود هذه العناصر في النجم، ما يعني أن هذه العناصر قد التقطت مرة أخرى بواسطة النجم النيوتروني الميت حديثًا. ولكن صدّر ما يكفي من الحديد الذي قد اندمج خلال عملية ولادة النجم SMSS J160540.18-144323.1.
كان من المرجح أن يكون أحد الأعضاء الأوائل من الجيل الثاني من النجوم في عمر الكون.
والآن النجم يموت، لأنه عملاق أحمر، ما يعني أن النجم في نهاية عمره الافتراضي، ويستخدم الهيدروجين المتبقي قبل أن ينتقل إلى انصهار الهيليوم.
يعتقد الفريق أن دراسته عن قرب يمكن أن تعطينا معلومات أكثر عن النجوم من النوع Population III. ولكن تخيل القصص التي يمكنها أن ترويها لنا إذا كان باستطاعتها التكلم!
اقرأ أيضًا:
النجم الأحمر العملاق: مستقبل الشمس
علماء الفلك يشهدون أوروبا وهو يحجب نجمًا لأول مرة!
ترجمة: فارس بلول
تدقيق: رزوق النجار
مراجعة: تسنيم المنجد
