أضاءت الكون بعد ظلام لمئات ملايين السنين .. إعادة بناء لحظة ميلاد أول النجوم

يظل فهم نشأة الكون من أهم الأهداف، إذ يسعى العلماء لفهم تطوره من بلازما فائقة السخونة بعد الانفجار العظيم إلى بنيته المعقدة اليوم.

كوكب مارق أم نجم فاشل؟ «جيمس ويب» يبحث في قضية كونية جديدة

ومن أبرز لحظات هذا التطور ظهور أول النجوم المعروفة بـ'نجوم الجيل الثالث'، التي أضاءت الكون بعد حقبة ظلام دامت مئات الملايين من السنين.

اكتشاف جديد يفتح نافذة على تكوين أول النجوم في الكون

ولكن كيف نشأت هذه النجوم الأولى؟ وما الأحداث التي سبقتها؟ يواجه العلماء تحديات كبيرة في ملاحظة الكون في تلك المرحلة المبكرة، حتى مع التلسكوب الفضائي 'جيمس ويب' الذي تمكن من رصد ضوء أولى المجرات فقط، بينما ملاحظة تكوين النجوم الفردية قبل أكثر من 13 مليار سنة تكاد تكون مستحيلة.

لحسن الحظ، تمكن فريق بحثي بقيادة الدكتور كي-جونغ تشين من معهد الفلك والفيزياء الفلكية في أكاديمية سينكا التايوانية من استخدام أحدث تقنيات المحاكاة الحاسوبية (جيزمو) مع بيانات مشروع 'إلستريس تي إن جي'، لإعادة خلق ظروف تكوين أول سحب الغاز التي أدت إلى ولادة أول النجوم.

ونشرت الدراسة بعنوان 'تكوّن الاضطراب فوق الصوتي في السحب النجمية البدائية' في مجلة 'ذا أستروفيزكال جورنال ليترز'.

وتدور الدراسة حول حقبة تُعرف باسم 'العصور المظلمة' في الكون، التي بدأت بعد حوالي 370,000 سنة من الانفجار العظيم حين أصبح الكون شفافًا لمرور الضوء، لكنها كانت خالية من النجوم.

ركز الباحثون على كيفية انهيار الهالات الصغيرة من المادة المظلمة التي شكلت البنية التحتية التي تكوّنت فوقها السحب الغازية الأولى، واستخدموا محاكاة دقيقة وموسعة على مساحة كونية واسعة (حوالي 50 ميغابارسك) مع تقنية تقسيم الجسيمات لتعزيز دقة التتبع حتى أجزاء صغيرة جدًا من السحابة الغازية.

وأظهرت النتائج أن الغاز تدفق إلى الهالة المظلمة بسرعة تفوق سرعة الصوت خمس مرات، مولدا اضطرابات عنيفة (تيربولنس) كانت سببا في تكوين عدة تجمعات كثيفة بدلاً من سحابة واحدة متجانسة.

وكانت إحدى هذه التجمعات مؤهلة لتشكيل نجم يبلغ وزنه 8 أضعاف الشمس.

تؤكد هذه الدراسة أن الاضطرابات الحركية العنيفة لم تعرقل بل شجعت عملية تكوين النجوم الأولى، ما يختلف عن الأفكار السابقة التي كانت تصوّر تشكل النجوم الأولى بشكل أكثر سلاسة.

وقد أوضح الباحثون أن هذا الاكتشاف يفسر لغزا قديما حول عدم وجود بصمات كيميائية متوقعة في النجوم الأقدم، والتي كان من المفترض أن تظهر إذا كانت نجوم الجيل الثالث ضخمة جدا وانفجرت كسوبرنوفا.

تشير الدراسة إلى أن هذه النجوم كانت أكثر عددا وأقل ضخامة مما كان يُعتقد، وهذا يغير نظرتنا إلى تطور الكون في مراحله الأولى.

ويقول الدكتور تشين: 'هذه المحاكاة تمثل قفزة نوعية في ربط تكوين الهياكل الكونية واسعة النطاق مع العمليات الدقيقة التي تتحكم في ولادة النجوم'.

ويضيف: 'من خلال فهم دور الاضطرابات، نقترب خطوة من كشف بداية الفجر الكوني وفهم كيفية إشعال أولى أنوار الكون'.