تتصدر «سيجواي1»، قائمة أفضل المجرات المرشحة لدينا لتكون مجرة أحفورية أولى. وعلى الرغم من أن حجمها أحد المؤشرات التي استندنا إليها في ذلك، فهو ليس بالمؤشر الحاسم، فالواقع أن الدليل القاطع حقًّا يكمن في الكيمياء النجمية. يمكن لعلماء آثار النجوم الاستعانة بالتقنيات نفسها التي يستخدمونها في مجرتنا لدراسة النجوم في المجرات القزمة، من أجل البحث عن تلك النجوم الفقيرة في المعادن. ويمثل هذا تحديًا لأن المجرات القزمة بعيدة جدا مقارنة بالنجوم التي ندرسها في مجرتنا. وهذا يعني أن علينا اختيار النجوم الأكثر سطوعًا فحسب من أجل التحليل الطيفي النجمي في «سيجواي 1»، على سبيل المثال، لا يمكننا إجراء تحليل طيفي عالي الدقة إلا لسبعة نجوم فقط، من بين نجومها المحددة البالغ عددها 71 نجمًا، وهذه النجوم السبعة. هي النجوم العملاقة الحمراء الساطعة. ومن بين هذه النجوم يحتوي ثلاثة من أصل سبعة على حديد نسبة أقل من 1 1000من تلك الموجودة في الشمس، مما يجعلها نجوما فقيرة للغاية في المعادن، ويجعل «سيجواي1» أقل مجرة معروفة من حيث التطور الكيميائي. وعلى الرغم من اكتشاف نجوم في مجرة درب التبانة تفتقر إلى الحديد بنسب أكبر، كان البحث عنها شاقا نظرًا إلى ندرتها. أما في «سيجواي1» يبدو أن نسبة كبيرة من النظام النجمي بأكمله فقيرة في المعادن. إن نقص الحديد ليس المؤشر الوحيد للنظام الفقير في المعادن. فقد أظهرت جميع نجوم «سيجواي1» وفرة معززة في عملية ألفا. وعملية ألفا هي إحدى الطرق التي تحول النجوم من خلالها الهيليوم إلى عناصر أثقل، عن طريق دمج نوى الهيليوم على التوالي. يُطلق على نواة الهيليوم اسم جسيم ألفا، ويرجع أصل هذه التسمية إلى عالم الفيزياء النووية البريطاني إرنست رذرفورد حين ميز لأول مرة بين نوعين من الجسيمات المشعة: جسیم ألفا (نواة الهيليوم التي تتكون من بروتونين ونيوترونين) وجسيم بيتا (بوزيترون أو إلكترون). والأكسجين والنيون والماغنيسيوم والسيليكون كلها عناصر عملية ألفا، أو عناصر ألفا، لأنها تكونت جميعًا في عملية ألفا هذه ونظائرها الأكثر استقرارًا هي مضاعفات نواة الهيليوم (يتكون الأكسجين من أربعة ألفا، والنيون من خمسة ألفا). أنتجت النجوم الأولى الضخمة الكثير من عناصر ألفا، وعند موتها أعادت المعادن إلى الوسط بين النجمي لاستخدامها في الجيل التالي من تكون النجوم. ومع مرور الوقت في المجرة، سيصبح الوسط بين النجمي غنيًّا بالمعادن المنتجة داخل النجوم والمستعرات العظمى. في البداية، كانت هذه المستعرات العظمى ذات نوع محدد: إما مستعر أعظم منهار النواة وإما مستعر أعظم غير مستقر الأزواج ولكن في نهاية المطاف، بعد 100 مليون سنة أو نحو ذلك، تطورت نجوم سليمة التكوين لإنتاج مستعر أعظم من النوع 1a (انفجار قزم أبيض مكون من نوى الأكسجين والكربون). تنتج هذه المستعرات العظمى الحديد، ومن ثُمَّ بعد أن تصبح نجوما في حالتها النهائية الواضحة، ترتفع مستويات الحديد في المجرة على نحو ملحوظ وكما هو الحال مع معظم الأشياء في علم الآثار النجمي، فإننا نجري مقارناتنا مع الحديد كانت نسبة عناصر ألفا إلى الحديد عالية جدا في حالة النجوم الأولى والجيل التالي من سلالتها ذات المعدنية المنخفضة، حيث تكون كمية عناصر ألفا كبيرة ولكن مستوى الحديد منخفض. وأظهرت النجوم اللاحقة، بعد أن ساهمت المستعرات العظمى من النوع 1a بالحديد نسبًا أقل بكثير من حديد ألفا. ومن ثُمَّ، اعتدنا في معظم المجرات، سواء كانت قزمة أو غير قزمة على ملاحظة ثبات في قيمة نسبة حديد ألفا في النجوم الأكبر سنًا، ذات المعدنية الأقل، ثم انخفاض في نسبة حديد ألفا في النجوم الأصغر سنا، ذات المعدنية الأعلى، ولكننا لا نرى في« سيجواي1» هذا الانخفاض على الإطلاق. يشير هذا إلى أن النوع الأحدث من المستعرات العظمى، وهو المستعرات العظمى من النوع 1a، لم يسهم أبدًا بشكل كبير في المجرة ... حيث توقفت عملية تكون النجوم فجأة. ويشير هذا النمط الكيميائي إلى أن » سيجواي «1 هي في الحقيقة مجرة أحفورية. إنها مجرة أولى لم تشهد تطورًا أبدًا فيما يتعلق بتكون النجوم، بل شهدت تكون بضعة أجيال من النجوم فقط. ومن المحتمل أن «سيجواي1« لم تنتج إلا نجوما ذات 1500 كتلة شمسية على مدى حياتها، وهو رقم ضئيل حتى على مقاييس المجرات القزمة.
ثمة أداة تشخيصية أخرى يمكننا استخدامها وهي عناصر التقاط النيوترونات تتكون هذه العناصر الثقيلة نتيجة اندماج النيوترونات مع نوى معادن مثل الحديد. ويُعتقد أن عناصر التقاط النيوترونات هذه قد تشكلت خلال عمليات حدثت بعد فترة طويلة من عصر النجوم الأولى. على سبيل المثال، تعد عمليات اندماج النجوم النيوترونية أحد مواقع الإنتاج المقترحة لهذه العناصر، بينما في الأعمار القصيرة للنجوم الأولى، لم يكن هناك وقت لأن تتشكل نجوم نيوترونية. يوجد موقع إنتاج آخر في آخر 1٪ من عمر نجم متوسط الكتلة؛ إذ يتحول حينها إلى ما يسمى بنجم في مرحلة العملاق المقارب. تحتوي هذه النجوم على نوى خاملة من الأكسجين والكربون محاطة بالهيليوم والهيدروجين، ولن تنشأ إلا بعد نحو مليار سنة من ظهور النجوم الأولى؛ لأن النجوم المتوسطة الكتلة تستغرق كل هذا الوقت لاجتياز المراحل المختلفة لدورة حياتها واستنفاد وقودها وصولا إلى مرحلة فناء النجم وموته تشير وفرة عناصر التقاط النيوترونات في المجرة إلى كم العمليات التي حدثت في مرحلة متأخرة من عمر المجرة والتي ساهمت في إنتاج هذه العناصر وتوزيعها داخل المجرة. وتشير قلة عناصر التقاط النيوترونات في «سيجواي1» إلى حدوث عملية
واحدة على الأكثر لإنتاج عناصر التقاط النيوترونات مع ندرة النجوم المتوسطة الكتلة التي من شأنها أن تطلق هذه العناصر عند بلوغها مرحلة العملاق المقارب، وغياب عمليات اندماج النجوم النيوترونية المسئولة عن إطلاق هذه العناصر الثقيلة في الغاز في المقابل يبدو أن النجوم الموجودة في «سيجواي1» قد تشكلت من غاز لم يتعرض لأي من هذه العمليات ... مما يدل على أن تكون النجوم قد توقف بسرعة، كما هو الحال مع عناصر ألفا.
وعليه، فإن النجوم التي يمكننا رصدها في «سيجواي 1» ستكون النجوم الأقل كتلة التي عاشت أعمارًا طويلة على الرغم من أن سيجواي 1 تشكلت على الأرجح من مجموعة نجوم متنوعة الكتلة، فقد عاشت النجوم الأعلى كتلة حياة قصيرة ولم تعد بقاياها مرئية لنا، ولا تمثل النجوم الحالية سوى الطرف الأدنى في نطاق الكتلة، أو دالة الكتلة الأولية. وبما أن لدينا فكرة عن مختلف دوال الكتلة الأولية المحتملة، يمكننا استنتاج وجود نجوم سابقة عالية الكتلة عندما ماتت النجوم الأعلى كتلة، نثرت المعادن في الغاز ما يتراوح بين 45 و900 كتلة شمسية من المعادن، بناءً على نموذج دالة الكتلة الأولية الذي تستخدمه. في المقابل، لم تتجاوز الكمية المقيسة للمعادن الثقيلة في «سيجواي 1» قيمة 0.01 كتلة شمسية فقط، ومن ثُمَّ يمكننا استنتاج أن الغالبية العظمى من الغاز الغني بالمعادن قد طردت خارج المجرة بفعل الرياح المنبعثة من انفجارات المستعرات العظمى التي تسببت في تكون هذا الغاز. ويشير عدم العثور على أي من هذه المعادن المطروحة خارج المجرة في نجوم «سيجواي 1» الناجية إلى حقيقة أن عملية تكون النجوم قد توقفت بسرعة كبيرة، ربما حتى بعد ظهور أحد المستعرات العظمى الأولى، حيث تحول أحد النجوم الأولى إلى مستعر أعظم، مما أدى إلى طرد غاز المجرة، تاركا «سيجواي 1» من دون المواد الخام اللازمة لتكوين أي نجوم جديدة. ومن ثَمَّ تُركت النجوم ذات المعدنية المنخفضة التي كانت قد تشكلت بالفعل في مجرة صغيرة بمفردها، حيث لم يطرأ عليها أي تغيير المليارات السنين.
إنَّ المكونات الكيميائية الفريدة لنجوم المجرات القزمة، وتحديدا نسبة عناصر ألفا العالية، وندرة عناصر التقاط النيوترونات وانخفاض نسبة المعادن الإجمالية، توفر لنا أداة تشخيصية مثيرة للاهتمام. وإذا عثرنا على نجوم تتبع نمطًا كيميائيا مشابها داخل هالة درب التبانة، فحينها قد نستنتج أن أصلها كان في مجرة أحفورية تشبه كثيرًا «سيجواي 1». يتضح من مقارنة نجوم المجرات القزمة ونجوم هالة درب التبانة أن ما يصل إلى نصف النجوم المفتقرة إلى المعادن في هالة المجرة يمكن أن تكون قد تشكلت في مجرات مثل «سيجواي1 » مع وجود نقص في عدد عناصر التقاط النيوترونات. وإذا افترضنا أن قلة عناصر التقاط النيوترونات من الممكن أن يكون مؤشرًا على كبر العُمر فيمكننا استخدام هذا المؤشر للبحث عن النجوم القديمة ضمن فهارسنا الفلكية. وفي الأوضاع المثلى، سيشير العثور على نجوم لا تحتوي إطلاقًا على عناصر التقاط النيوترونات إلى أحد النجوم الأولى. ومع ذلك، لم يعثر حتى الآن على نجم لا يحتوي إطلاقًا على عناصر التقاط النيوترونات. ولا يزال البحث مستمرا.

اخر الاخبار

اخبار العتبة العباسية المقدسة

لتعزيز الوعي الديني… قسم الشؤون الدينية يقدم دوراته الفقهية لمنتسبي العتبة العباسية المقدسة الجدد

لأكثر من 150 طالبًا.. قسم الشؤون الفكرية ينظم مسابقة معرفية في بغداد

جامعة الكفيل تكرم المشاركين في فعاليات المؤتمر الطلابي السادس لمشاريع تخرج الطلبة

إعلان أسماء الفائزين في مشاريع التخرج ضمن اليوم الثاني للمؤتمر الطلابي السادس

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

الالتهام المجري «سيجواي1: مجرة قزمة أم عنقود نجمي؟»

المجرات الأولى

علم آثار المجرات القزمة

المجرات القزمة

الالتهام المجري

علم الآثار النجمي

البحث في المجرة

اكتشاف النجوم الفقيرة بالمعادن

وفرة من المعادن

دالة الكتلة الأولية

جزر في السماء

حدث أكسدة الكون