جيمس ويب يحل لغزا عمره 20 عاما أثاره تلسكوب هابل

#سواليف

نجح #تلسكوب #جيمس_ويب الفضائي (JWST) في حل لغز عمره 20 عاما يتعلق بكيفية تكوّن #الكواكب_الضخمة حول #النجوم_القديمة.

وفي عام 2003، رصد #تلسكوب_هابل الفضائي أقدم كوكب تم اكتشافه على الإطلاق، وهو جسم أكبر بمقدار 2.5 مرة من كوكب المشتري، تشكل في #مجرة_درب_التبانة قبل 13 مليار سنة، أي بعد أقل من مليار سنة من ولادة الكون.

وتبع هذا اكتشاف العديد من الكواكب القديمة الأخرى، لكن ذلك أثار حيرة العلماء، حيث كان من المفترض أن النجوم في الكون المبكر تتكون أساسا من العناصر الخفيفة مثل الهيدروجين والهيليوم، مع وجود كمية ضئيلة من العناصر الثقيلة مثل الكربون والحديد، وهي العناصر التي تتكون منها الكواكب.

مقالات ذات صلة اكتشاف قد يغير مفاهيمنا عن التوسع الكوني 2024/12/26

وكان العلماء يعتقدون أن الأقراص المكونة من الغبار والغاز التي تحيط بهذه النجوم ذات العناصر الخفيفة يجب أن تطير بعيدا بفعل إشعاعات النجوم نفسها، ما يؤدي إلى تبعثر القرص في غضون بضعة ملايين من السنين، ولا يترك أي مادة لتكوين كوكب.

واعتقد العلماء أن العناصر الثقيلة اللازمة لبناء قرص كوكبي طويل الأمد حول نجم لم تكن متاحة حتى ولّدتها انفجارات المستعرات العظمى في وقت لاحق.

ومع ذلك، فإن تلسكوب جيمس ويب قد ألقى نظرة عن كثب على نموذج حديث للنجوم القديمة ووجد أن تلسكوب هابل لم يكن مخطئا. ففي دراسة جديدة نشرتها مجلة The Astrophysical Journal، اكتشف العلماء أن الأقراص الكوكبية يمكن أن تستمر لفترة أطول بكثير مما كان يعتقد سابقا عندما تحتوي النجوم على قليل من العناصر الثقيلة.

وقال غيدو دي ماركي، المؤلف الرئيسي للدراسة وعالم الفلك في المركز الأوروبي لأبحاث الفضاء والتكنولوجيا في نوردهويك، هولندا: “نرى أن هذه النجوم محاطة بالفعل بأقراص وهي ما تزال في طور ابتلاع المواد، حتى في أعمارها القديمة نسبيا والتي تبلغ نحو 20 إلى 30 مليون سنة. وهذا يعني أيضا أن الكواكب يمكن أن تتشكل وتنمو حول هذه النجوم لفترة أطول مما هو الحال في مناطق تكوّن النجوم في مجرتنا”.

ملاحظات تلسكوب جيمس ويب

رصد تلسكوب جيمس ويب الأطياف (القياسات المأخوذة من أطوال موجية مختلفة للضوء) للنجوم في العنقود النجمي NGC 346. والظروف في هذا العنقود النجمي مماثلة لتلك التي كانت سائدة في الكون المبكر، حيث تحتوي على الكثير من العناصر الخفيفة، مثل الهيدروجين والهيليوم مع قلة العناصر الثقيلة. ويقع هذا العنقود في سحابة ماجلان الصغرى التي تبعد 199 ألف سنة ضوئية عن الأرض، وهي مجرة قزمة قريبة من درب التبانة.

وكشفت الأشعة الضوئية والموجات الكهرومغناطيسية المنبعثة من هذه النجوم ومحيطها أنها تستضيف أقراصا كوكبية طويلة الأمد. ووفقا للعلماء، هناك احتمالان رئيسيان لشرح ذلك:

أولا: غياب الإشعاعات الناتجة عن العناصر الثقيلة، حيث أن النجوم المكونة من العناصر الخفيفة مثل الهيدروجين والهيليوم لا تحتوي على الكثير من العناصر الثقيلة التي تنتج إشعاعا عبر التحلل الإشعاعي. وهذا يعني أن النجم لا يستطيع دفع القرص الكوكبي بعيدا بسهولة، ما يساعد في استمراره لفترة أطول مقارنة بالقرص المحيط بالنجوم التي تحتوي على مزيد من العناصر الثقيلة.

أما الاحتمال الآخر فهو أن النجم المكون من العناصر الخفيفة يتشكل من سحابة ضخمة جدا من الغبار والغاز. وهذه السحابة الكبيرة تترك وراءها قرصا ضخما حول النجم الوليد. وبسبب حجم هذا القرص الكبير، من المحتمل أنه سيستغرق وقتا أطول لكي يتم دفعه بعيدا، حتى لو كانت الإشعاعات المنبعثة من النجوم التي تحتوي على العناصر الخفيفة تعادل تلك المنبعثة من النجوم التي تحتوي على العناصر الثقيلة.

ويفتح هذا الاكتشاف آفاقا لفهم تكون الكواكب في الكون المبكر، ويقدم دلائل حول كيفية تطور الأنظمة الكوكبية في بيئات تحتوي على عناصر خفيفة.

المصدر: سواليف