قم بالتسجيل في النشرة الإخبارية للعلوم Wonder Theory على قناة CNN. استكشف الكون بأخبار الاكتشافات الرائعة والتقدم العلمي والمزيد.
كانت سحابة على شكل صندوق من الغبار المعتم تقع في مركز مجرتنا قد حيرت العلماء لفترة طويلة، كما أن الملاحظات التي تكشف عن تفاصيل جديدة حول تكوينها تؤدي إلى تعميق اللغز – وربما تقلب ما هو معروف عن كيفية تشكل النجوم.
وكانت التقديرات السابقة للسحابة، الملقبة بـ “الطوب” بسبب عدم إمكانية اختراقها بصريا ومظهرها المستطيل، تبلغ كتلتها أكثر من 100 ألف مرة كتلة الشمس. ومن المفترض أن تنتج مثل هذه النقطة الكثيفة نجومًا جديدة ضخمة، بناءً على فهم الباحثين الحالي لتكوين النجوم.
لكنها ليست كذلك.
الطوب خامل إلى حد كبير. ولم تكشف أحدث الملاحظات التي تم إجراؤها باستخدام تلسكوب جيمس ويب الفضائي عن أي نجوم شابة مخفية.
وبدلاً من ذلك كشفت بيانات ويب الجديدة أن الطوب لا يتكون فقط من الغاز. كما أنها مليئة بأول أكسيد الكربون المتجمد – أكثر بكثير مما كان متوقعا في السابق – وفقا لدراسة نشرت يوم الاثنين في مجلة الفيزياء الفلكية. وهناك المزيد من الجليد يتشكل في عمق الطوب.
يمكن أن يكون للنتائج آثار جذرية على كيفية تحليل العلماء لهذه المنطقة في المستقبل. يمكن أن يؤدي وجود المزيد من جليد أول أكسيد الكربون داخل الطوب إلى تغيير كبير في كيفية دراسة الباحثين وقياس السحب الداكنة في وسط درب التبانة.
وقال عالم الفلك بجامعة فلوريدا آدم جينسبيرغ، المؤلف الرئيسي للدراسة: “نحن (الآن) أقرب إلى فهم ما يحدث بالضبط في الطوب وأين توجد الكتلة”. “لكننا فتحنا أسئلة أكثر مما أغلقناها بهذا”.
ومن بين تلك الأسئلة: لماذا وأين يتجمد أول أكسيد الكربون ويتحول إلى جليد؟
وتظل الألغاز الأخرى التي تلوح في الأفق في هذه المنطقة دون إجابة أيضًا: لماذا لا نرى أي نجوم جديدة تتشكل؟ أليس الطوب كثيفًا كما اعتقد العلماء من قبل؟ وما هي الميزات الغريبة التي تشبه التلال والخيوط التي تظهر داخل الطوب؟
قالت جينسبيرغ: “لدينا المزيد للتحقيق فيه قبل أن نتمكن من التأكد حقًا مما يحدث”. “أود أن أقول إننا في مرحلة تشكيل الفرضيات، وليس مرحلة استخلاص النتائج.”
ما كشفه ويب
حصل جينسبيرغ وزملاؤه الباحثون، ومن بينهم طلاب الدراسات العليا بجامعة فلوريدا، على بيانات ويب الجديدة لأول مرة في سبتمبر 2022.
لقد كانت لحظة حاسمة. وباعتباره أقوى تلسكوب فضائي تم بناؤه على الإطلاق، يمكن أن يقدم ويب رؤى لم يسبق لها مثيل عن الطوب. ولكن منذ البداية، وجد جينسبيرغ وفريقه أن البيانات تحتاج إلى الكثير من العمل. يوجه تلسكوب ويب نفسه باستخدام خريطة، ويحدد الاتجاه الذي يشير إليه من خلال الإشارة إلى موقعه بالنسبة للنجوم المعروفة.
وقال جينسبيرغ إن المشكلة كانت أن “هناك الكثير من النجوم في مركز المجرة مما يجعل الأمر مشوشًا”. لذلك، اضطر الباحثون إلى قضاء أشهر في تنظيف البيانات، وتوجيهها لتتماشى بشكل صحيح مع خرائط السماء الموجودة.
وبعد ذلك، عندما نظروا إلى الطوب، وجدوا أن الصور الواردة من ويب كانت تظهر بلون خاطئ.
وقال جينسبيرغ: “كانت جميع النجوم تظهر بلون أزرق أكثر من اللازم”، مما دفع الباحثين إلى التساؤل عما إذا كان هناك خطأ ما في البيانات.
لكنه قال إنه اتضح أن المشكلة تكمن في افتراضاتهم. ولم يتوقع العلماء وجود الكثير من جليد أول أكسيد الكربون، وكان هذا هو سبب تغير اللون، وفقًا للدراسة.
وقالت الدكتورة ناتالي باترفيلد، العالمة المساعدة في المرصد الوطني لعلم الفلك الراديوي، والتي لم تشارك في الدراسة، إن معرفة وجود الجليد يمكن أن يكون له تأثيرات مضاعفة واسعة النطاق على جميع أنواع الأبحاث في مركز درب التبانة.
وقالت باترفيلد إن بحثها الخاص – والذي يتضمن دراسة المستعرات الأعظم والإشعاع بين الأنظمة النجمية – يمكن أن يتغير إلى الأبد من خلال فهم وجود جليد أول أكسيد الكربون. ويمكن أن يغير الطريقة التي يقدر بها العلماء كتلة جميع السحب الموجودة في مركز المجرة.
لماذا يهم أول أكسيد الكربون
هناك العديد من الأشياء المحيرة حول كل هذا الجليد من أول أكسيد الكربون. على سبيل المثال، المنطقة دافئة إلى حد ما – حوالي 60 كلفن (ناقص 351.67 درجة فهرنهايت) – في حين يتجمد أول أكسيد الكربون عادة عند 20 كلفن.
من الممكن أن يكون الغبار الموجود داخل الطوب أبرد بكثير من الغاز، مما يتسبب في تحول أول أكسيد الكربون الموجود حول جزيئات الغبار إلى الحالة الصلبة. أو، كما قال جينسبيرغ، من الممكن أن يكون الماء متجمدًا، مما يؤدي إلى احتجاز أول أكسيد الكربون بالداخل.
الجواب يهم.
كل الجليد الموجود في منطقة مثل منطقة “بريك” يمكن أن يمنح العلماء فكرة جديدة عن نظامنا الشمسي، وحتى كوكبنا الأصلي.
على سبيل المثال، من المحتمل أن الجليد والماء الموجود على الأرض وصلا إلى هنا عبر المذنبات. لذا، فإن مكان وجود الجليد في الكون وكيفية تشكله يمكن أن يساعد الباحثين على فهم مصدر هذه المذنبات وكيفية جمع المواد التي ترسبتها.
أين النجوم؟
ثم هناك اللغز الكبير حول سبب نقص تكوين النجوم داخل الطوب.
يعرف العلماء بالفعل أن النجوم الجديدة تتكون من سحب الغبار وجزيئات الهيدروجين. لكن العلماء لا يستطيعون مراقبة جزيئات الهيدروجين بشكل مباشر داخل الطوب – أو في أي مكان آخر في الكون – لأنها غير مرئية للتلسكوبات.
ومع ذلك، يعرف العلماء أيضًا أنه مقابل كل جزيء هيدروجين، من المحتمل أن يكون هناك كمية معينة من أول أكسيد الكربون. وأول أكسيد الكربون مرئي، لذلك يمكن للعلماء قياسه كبديل لتحديد عدد جزيئات الهيدروجين الموجودة في منطقة معينة.
وقال جينسبيرغ إن الباحثين يستخدمون هذه الطريقة لقياس جزيئات الهيدروجين منذ 50 عامًا.
لكنهم افترضوا دائمًا أن أول أكسيد الكربون كان غازًا، وليس جليدًا صلبًا، كما كشفت بيانات ويب. وقال جينسبيرغ إن هذا الاكتشاف يفتح علبة جديدة تمامًا من الديدان.
أشارت جينسبيرغ إلى أنه من المهم للباحثين أن يفهموا حالة المادة التي يوجد بها أول أكسيد الكربون – غازيًا أو صلبًا – للوصول إلى الإجابات الصحيحة.
كل معلومة جديدة عن الطوب وتركيبته توضح بشكل أفضل سبب عدم إنتاج هذه السحابة المعتمة للنجوم، على الرغم من أنها – وفقًا لمعظم الحسابات – يجب أن تكون واحدة من أكثر مشاتل النجوم نشاطًا في المجرة.
قال جينسبيرغ: “إنه مكان طبيعي حقًا للنجوم الجدد”. “لكننا لم نعثر على عدد كبير جدًا، فقط حفنة صغيرة جدًا”.
هناك بعض الإجابات المحتملة التي يحرص جينسبيرغ وغيره من الباحثين على استكشافها: ربما يكون الطوب أكثر انتشارًا – أقل إحكاما – مما كان يعتقده العلماء من قبل. أو ربما يكون صغيرًا جدًا، وأيام تشكل النجوم أمامه.
قال جينسبيرغ وباترفيلد إن هذه أسئلة يمكن أن يستمر ويب في مساعدة الباحثين على الإجابة عليها.
وقال باترفيلد: “إنه مجرد تلسكوب مثير للإعجاب”. “أعتقد أن هذه مجرد النتائج الأولى من بين العديد من النتائج الفريدة التي ستخرج من تلسكوب جيمس ويب الفضائي لمركز المجرة.”
لمزيد من الأخبار والنشرات الإخبارية لـ CNN، قم بإنشاء حساب على CNN.com