وفقًا لأكثر النظريات الكونية قبولًا على نطاق واسع ، تشكلت النجوم الأولى في عالمنا بعد 150 إلى مليار سنة تقريبًا من الانفجار العظيم. بمرور الوقت ، بدأت هذه النجوم تتجمع لتكوين عناقيد كروية ، والتي اندمجت ببطء لتشكيل المجرات الأولى - بما في ذلك مجرتنا درب التبانة. لبعض الوقت ، رأى علماء الفلك أن هذه العملية بدأت لمجرتنا منذ حوالي 13.51 مليار سنة.
وفقًا لهذه النظرية ، اعتقد علماء الفلك أن أقدم النجوم في الكون كانت نجومًا ضخمة لم يدم طويلا وماتت منذ ذلك الحين. ومع ذلك ، اكتشف فريق من علماء الفلك من جامعة جونز هوبكينج مؤخرًا نجمًا منخفض الكتلة في "القرص الرفيع" لدرب التبانة الذي يبلغ عمره 13.5 مليار عام تقريبًا. يشير هذا الاكتشاف إلى أن بعض أقدم النجوم في الكون يمكن أن تكون على قيد الحياة ومتاحة للدراسة.
تم اكتشاف هذا النجم باعتباره رفيق لـ 2MASS J18082002-5104378 ، وهو وكيل فرعي يبعد عن الأرض حوالي 1950 سنة ضوئية (في كوكبة Ara) ويحتوي على محتوى معدني منخفض (معدنية). عندما لوحظ لأول مرة في عام 2016 ، لاحظ فريق الاكتشاف سلوكًا غير معتاد نسبوه إلى وجود رفيق غير مرئي - ربما نجم نيوتروني أو ثقب أسود.
من أجل دراستهم التي نشرت مؤخرا في المجلة الفيزيائية الفلكيةلاحظ فريق جون هوبكنز نظام النجوم هذا بين عامي 2016 و 2017 باستخدام تلسكوبات ماجلان في مرصد لاس كامباناس في تشيلي. بعد مراقبة الأطياف من النظام ، تمكنوا من تمييز وجود نجم ثانوي باهت للغاية ، تم تعيينه منذ ذلك الحين 2MASS J18082002-5104378 B.
بالاقتران مع قياسات السرعة الشعاعية الأولية ، والتي أسفرت عن تقديرات الكتلة ، قرر الفريق أن النجم هو كتلة معدنية منخفضة ، نجمة معدنية منخفضة للغاية. استنادًا إلى محتواها المعدني المنخفض ، قرروا أيضًا أنه يبلغ من العمر 13.5 مليار سنة ، مما يجعلها أقدم نجمة فقيرة بالمعادن تم اكتشافها حتى الآن. هذا يعني أنه من الناحية الكونية ، النجم هو جيل واحد تمت إزالته من الانفجار العظيم.
كما أشار كيفن شلاوفمان - أستاذ مساعد في الفيزياء وعلم الفلك والمؤلف الرئيسي للدراسة - في بيان صحفي لـ JHU Hub ، كان هذا اكتشافًا غير متوقع للغاية. قال: "ربما يكون هذا النجم واحداً من كل عشرة ملايين". "إنها تخبرنا شيئًا مهمًا جدًا عن الأجيال الأولى من النجوم."
بينما وجد علماء الفلك 30 نجمة قديمة فقيرة بالمعادن القديمة في الماضي ، كان لكل منهم الكتلة التقريبية للشمس. وجد النجم Schlaufman وفريقه ، مع ذلك ، 14 ٪ فقط من كتلة الشمس (مما يجعلها قزمًا أحمر من نوع M). بالإضافة إلى ذلك ، تم العثور على جميع النجوم المعدنية منخفضة للغاية المكتشفة سابقًا في مجرتنا لها مدارات تأخذها بعيدًا بشكل عام إلى مستوى المجرة.
ومع ذلك ، فإن هذا النظام النجمي المكتشف حديثًا يدور حول مجرتنا في مدار دائري (مثل شمسنا) ، والذي يبقي قريبًا نسبيًا من المستوى. يتحدى هذا الاكتشاف عددًا من الاتفاقيات الفلكية ، ويفتح أيضًا بعض الاحتمالات المثيرة للاهتمام للغاية لعلماء الفلك.
على سبيل المثال ، افترض الفلكيون منذ فترة طويلة أن النجوم الأولى التي تشكلت بعد الانفجار الكبير (المعروفة باسم نجوم السكان الثالثة) كانت ستتألف بالكامل من العناصر الأساسية - مثل الهيدروجين والهيليوم وكميات صغيرة من الليثيوم. ثم أنتجت هذه النجوم عناصر أثقل في نوىها والتي تم إطلاقها في الكون عندما وصلت إلى نهاية عمرها وانفجرت على شكل مستعرات أعظمية.
تألف الجيل التالي من النجوم في الأساس من نفس العناصر الأساسية ، ولكنه تضمن أيضًا سحبًا من هذه العناصر الأثقل من الجيل السابق من النجوم إلى تركيبها. خلقت هذه النجوم عناصر أكثر ثقيلة ثم أطلقوها في نهاية عمرهم ، مما أدى إلى زيادة معدنية النجوم في الكون تدريجياً مع كل جيل لاحق.
باختصار ، اعتقد الفلكيون حتى وقت متأخر حتى أواخر التسعينات أن جميع النجوم المبكرة (التي كانت ستصبح ضخمة وقصيرة العمر) انقرضت طويلاً. في العقود الأخيرة ، تم إجراء عمليات محاكاة فلكية أشارت إلى أن النجوم ذات الكتلة المنخفضة من الجيل الأقدم لا تزال موجودة. على عكس النجوم العملاقة ، يمكن للأقزام منخفضة الكتلة (مثل الأقزام الحمراء) أن تعيش لما يصل إلى تريليونات السنين.
إن اكتشاف هذا النجم الجديد الذي يعاني من نقص في المعادن لا يؤكد فقط هذا الاحتمال ، ولكنه يشير إلى أنه يمكن أن يكون هناك العديد من النجوم في مجرتنا التي لها كتل منخفضة جدًا ومعدنية منخفضة جدًا - والتي يمكن أن تكون في الواقع بعض النجوم الأولى للكون . كما أشار شلاوفمان:
"إذا كان استنتاجنا صحيحًا ، فإن النجوم ذات الكتلة المنخفضة التي لها تركيبة حصرية لنتائج الانفجار الكبير يمكن أن توجد. على الرغم من أننا لم نعثر بعد على شيء مثل ذلك في مجرتنا ، فإنه يمكن أن يوجد. "
إذا كان ذلك صحيحًا ، فقد يسمح هذا لعلماء الفلك بدراسة الظروف التي كانت تبدو بعد فترة وجيزة من الانفجار الكبير وقبل نهاية "العصور المظلمة". هذه الفترة ، التي استمرت حتى ما يقرب من مليار سنة بعد الانفجار العظيم ، هي أيضًا عندما بدأت تشكل النجوم والمجرات الأولى ، لكنها لا تزال غير قابلة للوصول إلى أقوى التلسكوبات لدينا. ولكن مع بقاء النجوم على قيد الحياة من هذه الفترة المبكرة جدًا من التطور الكوني ، قد يكون لدى علماء الفلك نافذة أخيرة في هذه الحقبة الغامضة.
تأكد من الاستمتاع بهذا الفيديو الذي يوضح مدار 2MASS J18082002-5104378 B حول درب التبانة ، بإذن من JHU:
