على حافة النهاية.. متى سيتوقف الكون عن إنتاج النجوم؟

في سابقة هي الأولى من نوعها تمكن فريق بحثي دولي من تحقيق رصد مباشر لمعدلات نمو نجوم المجرات الأولى، هذا الاكتشاف ساعد هؤلاء العلماء في فهم ماضينا قبل أكثر من 10 مليارات سنة، وبالتالي مكنهم ذلك من توقع مستقبل الكون الواسع.

ونشرت بيانات هذا الرصد في ورقة بحثية قبلت مؤخرا بدورية "ذا أستروفيزيكال جورنال The Astophysical Journal"، بحسب بيان صحفي رسمي أصدره معهد ماكس بلانك لعلم الفلك Max Planck Institute for Astronomy المشارك بالدراسة في الـ24 من سبتمبر/أيلول الجاري.

وقود النجوم

حينما يود الفلكيون أن يتعرفوا على تاريخ الكون البعيد فإنهم يوجهون تلسكوباتهم إلى أبعد المجرات عنا، وذلك لأن الضوء الواصل منها قد أخذ الكثير من الوقت في السفر.

وعلى سبيل المثال، حينما ننظر إلى مجرة "المرأة المسلسلة" في تلسكوب فإننا لا نرى ما يحدث فيها الآن، لكننا نرى ما حدث هناك منذ 2.5 مليون سنة، لأن المسافة بيننا وبينها هي 2.5 مليون سنة ضوئية.

هذا هو ما فعله تلسكوب هابل (Hubble Telescope) بين عامي 2003 و2004، حيث وُجه إلى منطقة من السماء تساوي مساحتها تقريبا عُشر مساحة القمر البدر، وتمكن من جمع بيانات أكثر من 10 آلاف مجرة تقع على مسافة حوالي 13 مليار سنة ضوئية، أي أنها تكونت فقط بعد الانفجار العظيم بحوالي 800 مليون سنة فأقل.

الآن، جاء هذا الفريق الدولي ليستخدم تقنيات أكثر دقة بالتعاون مع مصفوفة مرصد أتاكاما المليمتري الكبير "ألما" (Atacama Large Millimeter Array) (ALMA) لأجل أن يعيد دراسة نفس المنطقة لكن لغرض آخر هو فحص تطور كميات الهيدروجين المتأين في تلك المجرات.

الهيدروجين هو وقود النجوم، وكلما ازدادت كمياته في مجرة ما وُلدت النجوم الجديدة بمعدلات أكبر، وبالتالي فإن دراسة نمو أو تقلص كمياته في المجرات الأولى يمكن أن تعطي العلماء فرصة لفهم معدلات تكون النجوم الأولى.

نهاية الكون

وبحسب الدراسة، فإن كميات الهيدروجين المتأين في المجرات الأولى أخذت في الازدياد طوال 4 مليارات سنة، وأشار ذلك إلى أن الكون -أتم ثلث عمره فقط- كان قد كوّن بالفعل 50% من نجومه.

وبعد تلك النقطة بدأت كميات الهيدروجين بالمجرات في التقلص، وما زال ذلك يحدث إلى الآن، وأشارت الدراسة إلى أنه قد بقيت فقط حوالي 5 مليارات سنة حتى تتقلص كميات الهيدروجين لتصل إلى مرحلة لن تتمكن خلالها من تكوين النجوم الجديدة.

لكن المثير للانتباه في نتائج الدراسة هو أنه عند تلك النقطة سيكون عدد نجوم الكون قد ازداد فقط بقيمة 10% مما هو عليه الآن، ويعني ذلك أن الكون بالفعل قد كوّن 90% من نجومه الجديدة بينما تقرأ هذا الكلام.

هذه الفرضيات كانت بالفعل موجودة من قبل، لكنها المرة الأولى التي يتم فيها التحقق تجريبيا منها، ويأمل باحثو هذا الفريق أن تساعد تلك النتائج في تطوير العلماء فهما أفضل لتاريخ الكون، خاصة علاقة هذا التاريخ بأحد أكبر أسرار الفيزياء إلى الآن، وهما المادة والطاقة المظلمتان.