جيمس ويب يكتشف نجومًا مظلمة تضيء!

قد يخطر على بال أحد منا سؤال فضولي، ماذا شعر رائد الفضاء الأول في تاريخ البشرية يوري غاغرين (Yuri Gagarin 1934-1968) حين صعد إلى مكان لم يستطع العلماء قبلُ إلا تخيله ورؤيته بالتلسكوبات، وكونه أول بشري يدور حول الأرض؟ ربما شعر برهبة وعظمة، وربما بخوف، ماذا لو كان يعلم أن كل ما شاهده حوله في ذلك الوقت لا يمثِّل إلّا 5% من الموجود فعلًا، وأن الباقي هو مادة مظلمة حيرت العلماء في فهمها (1,2)؟

نعم، قد يعتقد أحد منا سابقًا أن البشرية استطاعت فهم جزء كبير من الكون، أو على الأقل جزء لا بأس به، لكن فعليًّا معظم الكون هو مادة مظلمة ما زلنا لا نعرف عنها سوى القليل.

حديثًا في الوسط العلمي، اقترح بعض العلماء فكرة وجود نجوم مظلمة مثَّلت المرحلة الأولى من التطور النجمي في تاريخ الكون (3)، وهي تشبه النجوم العادية في أنها مكونة من هيدروجين وهيليوم ناتجين عن الانفجار العظيم (4)، لكن  يكمن اختلافها في أنها تضيء نتيجة حرارة المادة المظلمة عوضًا عن الاندماج النووي، كذلك تتميز بكتلتها الكبيرة، فبإمكانها أن تصل إلى عشرة ملايين كتلة شمسية وسطوع عشرة بلايين شمس (3).

ممَّ تتشكل النجوم المظلمة؟ 

يدرس العلماء في مصادم الهدرونات الكبير في المنظمة الأوروبية للأبحاث النووية (CERN) تشكُّل النجوم المظلمة من جسيمات تُدعى بجسيمات التفاعل الضعيف الضخمة أو (WIMPS) من خلال تفاعلات الإفناء مع أجسامها المضادة، مما يولد حرارة تمد النجم بالطاقة، وحالما تنتهي يصبح النجم ثقيلًا ثم ينهار على نفسه مشكِّلًا ثقبًا أسود ضخمًا (3)، لكن تختلف النجوم المظلمة عن الثقوب السوداء في بنيتها، لذا يمكن التمييز بينهما بالرصد بأمواج الجاذبية (5).

حاول علماء الفلك في الفترة الأخيرة رصد أي إشارة أو دليل يؤكد وجود النجوم المظلمة، وباستخدام تلسكوب جيمس ويب الفضائي (JWST) الذي انطلق عام 2021 لرصد النجوم البعيدة جدًّا بالأشعة تحت الحمراء، درس الباحثون ثلاثة نجوم على افتراض أنّ واحدًا منها على الأقل هو نجم مظلم.

ووضع العلماء شرطين يجب توافرهما معًا في أحد هذه النجوم حتى نستطيع تأكيد كونه نجمًا مظلمًا؛ ينص الشرط الأول على أن تكون الإشارة الكهرومغناطيسية المرصودة من النجم محققة لظاهرة الانزياح نحو الأحمر بدرجة تفوق 7، وبالتالي يكون النجم بعيدًا جدًّا، وهو شرط (Lyman break)؛ والشرط الثاني هو أن يكون المرصود (Unresolved)، أي أن يظهر بشكل نقطة لا شكل غيمة أو حلقة كما تظهر المجرات والكواكب، وهو شرط للتمييز بين طبيعة الأجسام المرصودة.

خلصت الدراسة إلى تأكيد وجود النجوم المظلمة، مما يفسح المجال أمام عصر جديد في علم الفلك يسمح برصد النجوم المضيئة بالطاقة المُظلمة (4).

المصادر: