اكتشف العلماء أدلة على وجود نجم ضخم من بداية الكون لا يتناسب مع فهمنا الحالي للكون.
من المرجح أن النجم الغريب القديم، الذي أطلق عليه الباحثون اسم “نجم باربنهايمر”، كان يحتوي على مزيج من العناصر في جوهره لم يسبق له مثيل من قبل – ثم مات موتًا مستحيلًا على ما يبدو أثناء ولادة نجم محير بنفس القدر في مكانه، وهو نجم محير بنفس القدر. تظهر دراسة جديدة. (اسم باربنهايمر هو إشارة إلى الفيلمين المتناقضين “باربي” و”أوبنهايمر” اللذين صدرا في نفس اليوم من العام الماضي.)
اكتشف الباحثون آثار نجم باربنهايمر بعد إلقاء نظرة فاحصة على J0931+0038، وهو نجم عملاق أحمر بعيد. تم اكتشاف J0931 لأول مرة في عام 1999 بواسطة مسح سلون الرقمي للسماء (SDSS) – وهي واحدة من أكبر قواعد البيانات الفلكية وأكثرها تفصيلاً للسماء الليلية – ولكن لم يتم تحليلها بشكل صحيح حتى الآن.
في دراسة جديدة تم تحميلها على خادم ما قبل الطباعة arXiv في 4 يناير، قام الباحثون بتحويل تلسكوبات SDSS في نيو مكسيكو نحو J0931 والتقطوا طيفًا مفصلاً لضوء النجم، والذي تم التحقق منه لاحقًا من خلال ملاحظات المتابعة من تلسكوب ماجلان العملاق. في شيلي. وكشفت هذه الأطياف أن J0931 كان يتمتع على ما يبدو بتركيبة معدنية أو كيميائية غريبة للغاية، مع تركيز عالٍ بشكل غير عادي من العناصر الثقيلة. (لم تتم مراجعة هذه النتائج بعد).
متعلق ب: آثار انفجارات نجمتين تم التقاطها في صورة جديدة مذهلة لوكالة ناسا
وباستخدام البيانات التي تم الحصول عليها حديثًا، قام فريق البحث بتجميع كيفية تشكل J0931 عبر عملية تعرف باسم علم الآثار النجمي. وكشف هذا أن النجم وُلد من بقايا مستعر أعظم لنجم أكبر – ما بين 50 إلى 80 مرة أكبر من الشمس – والذي يعود تاريخه إلى ما قبل 13 مليار سنة، أي بعد حوالي 700 مليون سنة فقط من الانفجار الكبير.
من المرجح أن معدنية النجم الأم (باربنهايمر) كانت بنفس القدر من الغرابة مثل تلك الموجودة في J0931 قبل أن ينفجر، والتي كانت مختلفة تمامًا عن النجوم الأخرى المعروفة في الكون المبكر.
وقال مؤلف الدراسة الرئيسي أليكس جي، عالم الفيزياء الفلكية بجامعة شيكاغو، في بيان: “لم نشهد شيئًا كهذا من قبل”. “مهما حدث في ذلك الوقت، فلابد أنه كان مذهلاً.”
كانت معدنية J0931 غريبة لثلاثة أسباب. أولاً، كان لدى النجم مستويات منخفضة بشكل غير عادي من العناصر الأخف مثل المغنيسيوم والصوديوم والألمنيوم، والتي عادة ما تكون أكثر وفرة في النجوم. ثانيًا، كان يحتوي على كمية عالية بشكل غير عادي من العناصر متوسطة الوزن مثل الحديد والنيكل والزنك. وأخيرًا، كانت تحتوي على “وفرة زائدة” من العناصر الأثقل مثل السترونتيوم والبلاديوم، وفقًا للباحثين.
وقالت جينيفر جونسون، المؤلفة المشاركة في الدراسة، وعالمة الفلك في جامعة ولاية أوهايو، في البيان: “في بعض الأحيان نرى إحدى هذه الميزات في وقت واحد، لكننا لم نرها جميعًا من قبل في نفس النجم”.
تتمتع معظم النجوم بمعدن عكسي لـ J0931: حيث تحتوي على مستويات أعلى من العناصر الأخف وزنًا ومستويات أقل من العناصر متوسطة الوزن والأثقل. وذلك لأن النجوم تتكون في الغالب من الهيدروجين والهيليوم، اللذين يندمجان معًا في قلب النجوم لتكوين عناصر أثقل. هذه العناصر الجديدة، والتي هي أقل وفرة بكثير، تندمج في النهاية لتكوين عناصر أثقل فأثقل.
ولذلك فمن الصعب تفسير سبب احتواء J0931 على مثل هذه الوفرة من العناصر الثقيلة لأنه لا يبدو أنه يحتوي على تركيز عالٍ بما يكفي من العناصر الأخف لتكوينها.
قصص ذات الصلة:
– قد يبدو الجزء الداخلي من النجم الميت وكأنه نواة ذرية عملاقة
– حل اللغز! الصور الأولى المقربة للنجم العملاق تشرح تعتيمه الغريب
— اكتشف علماء الفلك نجومًا مفقودة بشكل غريب في المجرات القريبة من درب التبانة
وقال المؤلف المشارك في الدراسة: “من المثير للدهشة أنه لا يوجد نموذج موجود لتكوين العناصر يمكنه تفسير ما نراه”. سانجانا كيرتس، عالم فلك في جامعة كاليفورنيا، بيركلي. وقالت: “يبدو الأمر متناقضًا تقريبًا مع نفسه”.
من الممكن أن تكون المعادن غير العادية لـ J0931 قد ورثت جزئيًا من المكونات التي بصقها نجم باربنهايمر عندما انفجر. وهذا يعني أن النجم الأم من المحتمل أن يكون لديه معدن مقلوبة مماثل. وقال الفريق إن هذا أمر أكثر غرابة، لأنه في بداية الكون، لم يكن من المفترض أن تكون النجوم موجودة لفترة كافية لتكوين مثل هذه التركيزات العالية من العناصر الثقيلة.
لكن الأمر الأكثر غرابة هو أن نجم باربنهايمر لم يكن ينبغي أن يتحول إلى مستعر أعظم، كما كتب الباحثون. من الناحية النظرية، كان من المفترض أن ينهار النجم ذو الكتلة المتوقعة لباربنهايمر إلى نجم الثقب الأسود بدلاً من أن تنفجر إلى الخارج. وفي الوقت الحالي، لا يستطيع فريق الدراسة تفسير سبب عدم حدوث هذا الانهيار.
الطريقة الوحيدة أمام العلماء لمعرفة المزيد عن نجم باربنهايمر وتكوينه الغريب هي البحث عن نجوم غريبة أخرى مماثلة من الكون المبكر للكشف عن المزيد من قطع هذا اللغز الكوني.
“الكون أخرج هذا الفيلم، نحن فقط طاقم الكاميرا”، مؤلف مشارك في الدراسة كيث هوكينزوقال عالم الفلك في جامعة تكساس في أوستن في البيان. “لا نعرف بعد كيف ستنتهي القصة.”