أسفر البحث عن النجوم الأولى التي ظهرت في فجر الكون عن واحد من أقدم النجوم التي عثرنا عليها حتى الآن، بجوار مجرتنا.
إنه ليس حقًا عضوًا في الجيل النجمي الأول. وتم رصد هذا التوهج في الظلام، المعروف باسم LMC 119، في سحابة ماجلان الكبرى التي تدور حول مجرة درب التبانة، وهو أول نجم من الجيل الثاني للكون يتم اكتشافه في مجرة أخرى.
“يوفر هذا النجم نافذة فريدة على أقدم عملية لتكوين العناصر في مجرات أخرى غير مجرتنا.” يقول عالم الفيزياء الفلكية أنيرود تشيتي من جامعة شيكاغو، الذي قاد البحث.
“لقد حصلنا على فكرة عن شكل هذه النجوم الغنية كيميائيا من النجوم الأولى في درب التبانة، ولكننا لا نعرف حتى الآن ما إذا كانت بعض هذه التوقيعات فريدة من نوعها أو إذا كانت الأمور قد حدثت بنفس الطريقة في درب التبانة”. مجرات أخرى.”
لم يكن لدى النجوم الأولى في الكون مجموعة متنوعة من المواد للعمل بها. لقد تشكلت من سحب الهيدروجين والهيليوم التي اندمجت في الكون المبكر بعد الانفجار الكبير، محولة قلوبها إلى آلات اندماجية تسلط الضوء عبر الظلام.
هذه هي النجوم التي تحول الهيدروجين إلى هيليوم، ثم الهيليوم إلى كربون، وهكذا، حتى الكي للنجوم الأكثر ضخامة، وهو ما أطلق إنتاج الجدول الدوري لعناصر الكون. أنتجت الانفجارات العنيفة واصطدامات النجوم عناصر أثقل.
وبمجرد وجود هذه العناصر في الكون، تم دمجها في الأجيال اللاحقة من النجوم. تعد معدنية النجم أحد المؤشرات التي يستخدمها علماء الفلك لتحديد عمره؛ تعني الكميات المنخفضة من المعادن في تركيبة النجم أنه ولد في وقت مبكر في الكون، في وقت كان هناك عدد أقل بكثير من المعادن حوله.
الكأس المقدسة ستكون مع النجوم لا معدنية أيا كان – أولئك من الجيل الأول. ولكن لم يتم العثور على أي منها حتى الآن. نعتقد أنه بسبب كانت معظم هذه النجوم الأولى ضخمة جدًا أنهم احترقوا وماتوا بسرعة كبيرة.
ما اكتشفناه في درب التبانة كان عبارة عن نجوم يعتقد علماء الفلك أنها تنتمي إلى الجيل الثاني، مع القليل من المعادن لدرجة أنها ولدت فقط من المادة التي بقيت بعد انفجار الجيل الأول في الغبار النجمي.
إنها نادرة للغاية – أقل من 1 في 100.000 نجم هو نجوم الجيل الثاني – لكنها تستحق البحث عنها، كما يقول الباحثون. والعثور على واحد خارج مجرة درب التبانة يمكن أن يخبرنا ما إذا كانت المواد التي كانت تطفو حول الكون المبكر موزعة بالتساوي.
“في طبقاتها الخارجية، تحافظ هذه النجوم على عناصر قريبة من مكان تشكلها” يقول تشيتي. “إذا تمكنت من العثور على نجم قديم جدًا والحصول على تركيبه الكيميائي، فيمكنك فهم التركيب الكيميائي للكون حيث تشكل هذا النجم، قبل مليارات السنين”.
للعثور على نجوم قديمة خارج المجرة، لجأ تشيتي وزملاؤه إلى سحابة ماجلان الكبرى، وهي قمر صناعي تابع لمجرة درب التبانة يدور على مسافة تبعد حوالي 160.000 سنة ضوئية. وهناك وجدوا LMC 119، وهو نجم فقير جدًا في العناصر الأثقل لدرجة أنه يجب أن يكون جزءًا من الجيل الثاني من النجوم.
ومن المثير للاهتمام أن الفريق وجد إحدى الإجابات التي كانوا يبحثون عنها في LMC 119. ويختلف تركيبه عن تركيب نجوم الجيل الثاني في درب التبانة: فهو يحتوي على كميات أقل بكثير من الكربون والحديد.
“كان ذلك مثيرًا للاهتمام للغاية، ويشير إلى أن زيادة الجيل الأول في الكربون، كما نرى في درب التبانة، ربما لم تكن عالمية. سيتعين علينا إجراء المزيد من الدراسات المتعمقة، لكنه يشير إلى أن هناك الاختلافات من مكان إلى آخر ” يقول تشيتي.
“أعتقد أننا نكمل الصورة التي تبدو عليها العملية المبكرة لإثراء العناصر في بيئات مختلفة.”
ويعتقد الباحثون أن المزيد من هذه النجوم القديمة يمكن أن تكون مختبئة في سحابة ماجلان الكبرى. يمكن أن يوفر اكتشافهم أدلة جديدة حول بدايات الكون والاختلافات في المسارات التطورية التي سلكتها النجوم المنفصلة في المكان والزمان.
وقد نشر البحث في علم الفلك الطبيعي.
