لا يفترض أن ينطوي الأمر على صعوبة كبيرة. ففي النهاية من الصعب ألا نلاحظ بريق ضوء النجوم، وبالتأكيد هناك أماكن كثيرة للبحث فيها في درب التبانة، ولكن انتشار النجوم يمثل مشكلة، والبحث عن نجم خال من المعادن بين مليارات النجوم في درب التبانة يشبه البحث عن قطع أصلية من آثار مصر القديمة في سوق لبيع البضائع المستعملة في تكساس. قد يحالفك الحظ، ولكن من الوارد أيضًا ألا يحالفك، فتعود بخفي حنين، مرتديًا قبعة رعاة بقر مستعملة بالية من أكثر العلاقات فائدةً في الدراسات الخاصة بالنجوم العلاقة بين كتلة النجم وعمره. تختلف أعمار النجوم باختلاف كتلتها؛ حيث تحتوي النجوم الأصغر كتلة على وقود أقل ولكنها تستهلكه ببطء؛ إذ تقنن استخدامه على مليارات السنين. تحتوي النجوم الأضخم على كمية أكبر من الهيدروجين لاستخدامه كوقود للاندماج، لكنها تستهلكه بمعدل عال ولذلك ينفد الوقود في غضون بضعة ملايين من السنين. وقد أوضحت عمليات المحاكاة أن كتلة النجوم الأولى كانت تصل أحيانًا إلى مائة مرة أو ربما ألف مرة من كتلة شمسنا وبإلقاء نظرة سريعة على العلاقة بين كتلة النجم وعمره، نتوصل إلى أن النجوم الضخمة الأولى ستعيش أعمارًا قصيرة لا تتجاوز بضعة ملايين من السنين، وهو أمر محبط لأولئك الذين يأملون في رصد نجم بعد 13 مليار سنة.
ولكن لا داعي للقلق، فما زال هناك بصيص من الأمل. عندما تحدثنا عن توقعاتنا لنجوم الجمهرة الثالثة، تطرقنا ضمنيًّا إلى توقعاتنا فيما يخص «متوسط» نجوم الجمهرة الثالثة. نعتقد حاليًّا أن النجوم الأولى قد تشكلت في حاضنات للنجوم، ربما مع نجوم أخرى أقل كتلة. وهذا صحيح بشكل عام، فنحن نتوقع أن يكون حجم النجوم الأولى أضخم من متوسط حجم النجوم الموجودة حاليًّا، ولكن كما هو الحال مع جميع القياسات، نتوقع أيضًا أن توجد نطاقات مختلفة من القيم قد تزيد أو تنقص عن هذا المتوسط. إذا سبق لك أن اشتريت ملابس أطفال، فمن المحتمل أنك لاحظت أنها تباع بمقاسات مثل «9 سنوات، 132سم». وذلك ليس لأن كل طفل في العالم يبلغ من العمر تسع سنوات سيظل طوله 132سم بالضبط لمدة 365 يومًا، ولكن لأن هذا هو متوسط طول الطفل البالغ من العمر تسع سنوات. وإذا أخذنا في الاعتبار الأطوال الفعلية لألف طفل في التاسعة من عمره، فسنجد مجموعة مختلفة من القيم في نطاق هذا المتوسط؛ بعضها أقصر بكثير، وبعضها أطول منه بكثير.
تختلف هذه الأطوال باختلاف البلدان والأعمار والعقود على سبيل المثال، في أمريكا الشمالية زاد متوسط طول الإنسان الذكر من 1,68 متر (5أقدام و7 بوصات) في عام 1896 إلى 1,76 متر (5 أقدام و10 بوصات) في عام 1996، ولهذا السبب عند زيارة المنازل التاريخية، عليك على الأرجح أن تنتبه إلى رأسك. يمكننا بسهولة معرفة تلك الأطوال المختلفة في الماضي، أو دالة توزيع الأطوال، ما دامت لدينا بيانات، ولكن في مرحلة ما انشغل فيها البشر كثيرًا بالبحث عن الطعام ومكافحة الطاعون أكثر من انشغالهم بأطوالهم، ناهيك عن تسجيلها. ومع ذلك، لا يزال بإمكاننا استنتاج أطوال البشر في العصور السابقة، عن طريق قياس طول عينة كبيرة بما فيه الكفاية من الرفات البشرية. فمن خلال قياس أطوال المومياوات في مصر القديمة، يمكننا أن نتوصل إلى ما يمكن أن نسميه دالة الطول الأولي، وهي دالة طول واحد من أقدم المجتمعات. على سبيل المثال، أشارت الأبحاث الحديثة إلى أن ذكور الأسرة المالكة في مصر القديمة كانوا في المتوسط أطول من العامة، وأن نساء الأسرة المالكة كن في المتوسط أقصر، مما يشير إلى وجود صفات وراثية مشتركة ويؤكد نظريات زواج الأقارب داخل الأسرة المالكة. مات توت عنخ آمون وهو في التاسعة عشرة من عمره وكان طوله حوالي 1٫8 متر (5 أقدام و11 بوصة)؛ أي إنه كان يعتبر طويلا بالنسبة إلى عمره، حتى بالمعايير الحديثة، مما دفع الأبحاث نفسها إلى الإشارة إلى احتمالية أن يكون أبوه وأمه شقيقين. ومن ثُمَّ، يجب على علماء آثار النجوم اتباع نهج المؤرخين في النظر في الأدلة غير المباشرة حولهم لتحديد دالة الكتلة الأولية لنجوم الجمهرة الثالثة وإذا تمكنا من معرفة عدد النجوم التي تكونت من كل كتلة، فإنه يمكننا تحديد ما إذا كان هناك أي أمل في العثور على نجم قديم منخفض الكتلة من نجوم الجمهرة الثالثة لا يزال موجودًا حتى يومنا هذا. وبمراعاة العلاقة بين كتلة النجوم وعمرها يمكننا تقدير أن النجوم التي تبلغ كتلتها 80٪ من كتلة شمسنا أو أقل . هي الوحيدة التي يمكنها البقاء حتى يومنا هذا، وهنا يبدأ علماء آثار النجوم في التفكير في السؤال الذهبي التالي: هل انخفضت دالة الكتلة الأولية لنجوم الجمهرة الثالثة إلى هذا الحد؟

في حالة مجموعات النجوم القريبة، يمكننا إنشاء دوال كتلة النجوم بسهولة نسبية باستخدام التقنية المناسبة فنحن ببساطة نحسب عدد النجوم التي نرصدها في كل كتلة. أما في حالة النجوم الأولى تصبح المهمة أصعب لعدم وجود عينة يمكن الاعتماد عليها. لم نر قط نجما من نجوم الجمهرة الثالثة، أو حتى بقايا إحداها، ومن ثُمَّ ليس لدينا حتى عظام حضارة قديمة يمكن أن نستخلص منها استنتاجاتنا وبدلا من ذلك، نستخدم عمليات محاكاة مع أكبر قدر ممكن من قوانين الفيزياء وما نعرفه عن الكون المبكر للنظر في جميع السيناريوهات المحتملة ما اكتشفناه هو أن دالة الكتلة الأولية لنجوم الجمهرة الثالثة ترتكز على النجوم المرتفعة الكتلة: تُعزى معظم الكتلة التي عُثِر عليها في عينة النجوم إلى النجوم المرتفعة الكتلة. وعلى النقيض، نجد أن دوال الكتلة المعتادة للنجوم التي نرصدها حولنا ترتكز على النجوم المنخفضة الكتلة، حيث نرصد عددًا أكبر من النجوم المنخفضة الكتلة مقارنةً بالنجوم المرتفعة الكتلة. ويرجع ذلك جزئيا إلى أن الكثير من النجوم القديمة المرتفعة الكتلة قد ماتت، ولأن ظروف الكون اليوم تفضل تكون نجوم ذات كتلة أقل في المقام الأول. في المقابل، فضَّل الكون المبكر تكوين نجوم مرتفعة الكتلة، وذلك بسبب نقص معادن التبريد. كانت نجوم الجمهرة الثالثة ضخمة مقارنة بالنجوم التي نراها حولنا، وكأنها كانت في السماء أشبه بذكور الأسرة المالكة (أو ربما الهولنديين). والأهم من ذلك أنه عند إجراء محاكاة دوال الكتلة الأولية المحتملة لنجوم الجمهرة الثالثة، على الرغم من وجود العديد من النجوم العالية الكتلة، يكون هناك ذيل في منحنى التوزيع حيث يتكون عدد قليل من النجوم بكتل منخفضة بما يكفي لرصدها حتى اليوم. هناك تساؤلات كثيرة حول دوال الكتلة الأولية لنجوم الجمهرة الثالثة، ولكن لا تزال احتمالية وجود حفريات حية في كوننا قائمة ونرى أن هذا يكفي لإجراء الأبحاث اللازمة.
حتى البحث والفشل يعتبران نتيجة بحد ذاتهما في العلم. تخيل صندوقًا مغلقا، مملوءا ب100 كرة ملونة باللون الأحمر والأصفر والأزرق ولإضفاء مزيد من الإثارة سنجعل قيمة كل كرة حمراء تخرج من الصندوق 1000 جنيه إسترليني، ربما ستشكل الكرات الحمراء 80٪ من إجمالي عدد الكرات، وربما 25 أو ربما لا يوجد أي منها على الإطلاق. إذا أغمضنا أعيننا وأمسكنا بكرة ولم تكن حمراء فهذا لا يخبرنا بالكثير حيث يوجد الكثير من الأماكن التي يمكن أن تختبئ فيها الكرات الحمراء ولا تزال معظم احتمالاتنا ممكنة (باستثناء أن تكون جميع الكرات حمراء اللون). ولكن إذا اخترنا كرة تلو الأخرى ولم يكن أي منها أحمر اللون فسيصيبنا اكتئاب يتزايد مع استبعاد المزيد من الاحتمالات التي كان من الممكن أن تكون كرات حمراء، حيث نضيق نطاق احتمالاتنا. لا تعد هذه التجربة الفكرية تشبيها مثاليا، حيث إن إخراج كرة من صندوق يعد فعلاً بسيطاً، في حين أن البحث عن نجم خال من المعادن ليس كذلك. بادئ ذي بدء، الصندوق (الكون) أكبر بكثير، ولذا فإن ذراعنا التلسكوبية لا يمكنها حتى الوصول إلى الكثير من الكرات، وكما سنكتشف تقل احتمالية أن تكون الكرات التي يمكن الوصول إليها، وليس الكرات البعيدة حمراء. وكذلك تكلف كل محاولة رصد نقوم بها وقتًا ومالًا، وكلاهما قیمتان ثمينتان مقدرتان في الأوساط الأكاديمية؛ الأمر الذي يترتب عليه عدم إمكانية إجراء محاولات لا حصر لها. بالإضافة إلى ذلك، فإن تحديد ما إذا كان نجم الجمهرة الثالثة خاليًا من المعادن وليس فقط لا يحتوي على نسبة كبيرة من المعادن هو أمر معقد في حد ذاته، فالكرات كانت موجودة هناك منذ وقت طويل، وكلها مختلطة، وقد بهت لونها من الاستخدام، وأصبح غير واضح بسبب الأوساخ المتراكمة فوقها. وهنا علينا أن نتساءل: هل الكرة التي نحملها في أيدينا حمراء أم زرقاء؟ من الصعب معرفة ذلك، ولذا نحتاج إلى طريقة للتأكد.

اخر الاخبار

اخبار العتبة العباسية المقدسة

الهيأة العليا وجمعية العميد تعقدان اجتماعا لمناقشة آليات التعاون العلمي المشترك

لتقديم الدعم النفسي والمعنوي قسم الشؤون الطبية يزور أطفال مرضى السرطان في مستشفى الإمام الحسن (عليه السلام)

قسم الشؤون الفكرية يهدي إصداراته الحديثة إلى مكاتب المراجع وعدد من المؤسسات في بابل

عبر مركز الكفيل للصحة والسلامة.. قسم الشؤون الطبية يستأنف ورش الإسعافات الأوّلية للمنتسبين

المزيد

الآخبار الصحية

سرّ بسيط لصحة القلب.. أطعمة تخفض الكوليسترول خلال أسابيع

سبب خفي لإعتام عدسة العين ؟

عوامل خفية تسرّع شيخوخة الدماغ

أسباب الرغبة الشديدة في تناول الحلويات والأطعمة النشوية

المزيد

الآخبار التكنلوجية

كندا تصنع كاسحة جليد من جيل جديد

رواد "أرتيميس 2" يكشفون تفاصيل حياتهم في الفضاء

حفريات صينية تكشف كائنات بحرية عاشت قبل 546 مليون عام

روسيا تطلق صاروخ "سويوز-2.1 إيه" من قاعدة بليسيتسك الفضائية

المزيد

مواضيع ذات صلة

علم الآثار النجمي

البحث في المجرة

اكتشاف النجوم الفقيرة بالمعادن

وفرة من المعادن

جزر في السماء

حدث أكسدة الكون

النجوم الشقيقة

النجوم السامة

ولادة النجوم العملاقة

كتلة جينز

مشكلة درجات الحرارة الدنيا

المادة المظلمة والضوء الأول