كتب – باسل يوسف:
تأتي المجرات بأشكال وأحجام عديدة، من المجرات الحلزونية الضخمة مثل مجرة درب التبانة إلى المجرات القزمة الصغيرة الخافتة. وفي حين تسرق المجرات الأكبر حجمًا الأضواء غالبًا، يمكن للمجرات الصغيرة أيضًا أن تقدم رؤى حاسمة في تاريخ الكون.
استخدم الباحثون بقيادة كريستين ماكوين من معهد علوم تلسكوب الفضاء (STScI) تلسكوب جيمس ويب الفضائي (JWST) للتحقيق في Leo P، وهي مجرة قزمة معزولة تقع على بعد 5.3 مليون سنة ضوئية من الأرض.
كشفت دراستهم عن أنماط مدهشة في تشكل النجوم يمكن أن تعيد تشكيل فهمنا لكيفية تطور المجرات على مدار الزمن الكوني.
Leo P: كبسولة زمنية مجرية
تعتبر مجرة Leo P فريدة من نوعها بين المجرات القزمة. وعلى عكس العديد من نظيراتها، فهي معزولة نسبيًا، بعيدًا عن التأثير الجاذبي للمجرات الأكبر مثل درب التبانة وأندروميدا. وهذا يجعلها مختبرًا نقيًا لدراسة تطور المجرات دون تعقيدات التدخل الخارجي.
يشير الحرف “P” في Leo P إلى “نقي”، بسبب محتواها المعدني المنخفض. في علم الفلك، تشير “المعادن” إلى العناصر الأثقل من الهيدروجين والهيليوم، والتي تنتجها النجوم بمرور الوقت.
تحتوي Leo P على 3٪ فقط من العناصر الثقيلة للشمس، ما يجعلها واحدة من أكثر المجرات فقرًا بالمعادن المعروفة. وهذا يعني أن Leo P تشبه بعض أقدم المجرات التي تشكلت في فجر الكون، ما يوفر لمحة نادرة عن شكل المجرات قبل مليارات السنين.
تاريخ بداية ونهاية تكوين النجوم
درس علماء الفلك منذ فترة طويلة كيف ومتى تشكل المجرات الصغيرة النجوم.
في معظم الحالات، تبدأ المجرات القزمة في تكوين النجوم في وقت مبكر من تاريخها. ومع ذلك، فإن العديد منها يتوقف عن إنتاج النجوم بعد بضعة مليارات من السنين – غالبًا بشكل دائم. تتحدى الملاحظات الجديدة لـ Leo P هذا الافتراض.
باستخدام كاميرا الأشعة تحت الحمراء القريبة (NIRCam) التابعة لتلسكوب جيمس ويب، قاس الباحثون قياس سطوع وألوان آلاف النجوم الفردية في Leo P. وسمحت لهم هذه البيانات بإعادة بناء تاريخ تكوين النجوم في المجرة بتفاصيل كبيرة.
واكتشفوا أن Leo P شكلت النجوم في وقت مبكر من تاريخ الكون ولكنها توقفت فجأة عن تكوين نجوم جديدة بعد فترة وجيزة من فترة تُعرف باسم عصر إعادة التأين.
كانت هذه مرحلة رئيسية في الكون المبكر عندما تسببت الإشعاعات من المجرات الأولى في تأين غاز الهيدروجين المحايد المتبقي، ما أنهى “العصور المظلمة” في الكون. وفقدت المجرات الصغيرة قدرتها على تكوين النجوم خلال هذه الفترة ولم تعد أبدًا.
لكن Leo P كانت مختلفة. بعد فترة طويلة من الخمول، أعادت المجرة إشعال تكوين النجوم بعد مليارات السنين – وهو أمر نادرًا ما يُرى في المجرات القزمة الأخرى.
ما الذي يجعل مجرة ليو بي مختلفة؟
يتحدى هذا الاكتشاف الافتراضات القديمة حول سبب توقف بعض المجرات عن تكوين النجوم بينما تستمر مجرات أخرى في ذلك.
لسنوات، اعتقد علماء الفلك أن كتلة المجرة تلعب الدور الأكبر في ما إذا كانت قادرة على دعم تكوين النجوم. كان يُعتقد أن المجرات الأصغر حجمًا أكثر عرضة للأحداث الكونية مثل إعادة التأين، والتي تجردها من غازها وتوقف تكوين النجوم.
ومع ذلك، تروي ليو بي قصة مختلفة. قارن الفريق تاريخها بتاريخ المجرات القزمة داخل المجموعة المحلية، وهي مجموعة المجرات التي تضم درب التبانة. توقف العديد من هذه المجرات عن تكوين النجوم بعد عصر إعادة التأين – ولم تبدأ مرة أخرى أبدًا.
الفرق؟ إن المجرة ليو بي والمجرات الثلاث الأخرى التي أعادت تشغيل عملية تكوين النجوم معزولة، في حين أن المجرات التي ظلت خاملة هي مجرات قمرية تدور حول مجرات أكبر مثل مجرة درب التبانة.
يشير هذا إلى أن بيئة المجرة، وليس فقط كتلتها، تلعب دورًا حاسمًا في قدرتها على تكوين النجوم بمرور الوقت. قد يكون لدى المجرات التي تظل معزولة فرصة أفضل للتعافي وتكوين النجوم مرة أخرى، في حين أن المجرات القريبة من المجرات الكبيرة قد تفقد غازها بشكل دائم.
يقول الباحثون “إذا استمر هذا الاتجاه، فإنه يوفر رؤى حول نمو الهياكل ذات الكتلة المنخفضة التي لا تشكل قيدًا أساسيًا لتكوين البنية فحسب، بل إنها أيضًا معيار لمحاكاة علم الكون”.
نافذة على الكون المبكر
من النتائج الرئيسية الأخرى للدراسة أن محتوى المعادن المنخفض للغاية في Leo P يجعلها واحدة من أقرب النظائر للمجرات الأولى في الكون. كانت المجرات الأولى التي تشكلت بعد الانفجار العظيم فقيرة بالمعادن للغاية، وتتكون بشكل أساسي من الهيدروجين والهيليوم.
كما إن دراسة المجرات مثل Leo P تساعد علماء الفلك على فهم كيف تطورت تلك المجرات الأولى وأنتجت العناصر الثقيلة التي تتكون منها النجوم والكواكب وحتى الحياة نفسها.
Leo P ليست سوى جزء واحد من لغز كوني أكبر بكثير. لتأكيد ما إذا كان تاريخ تكوين النجوم غير المعتاد جزءًا من نمط أوسع، يخطط الفريق لدراسة 4 مجرات قزمة معزولة أخرى مكونة للنجوم باستخدام جيمس ويب.
إذا وجدوا اتجاهات مماثلة، فقد يعني ذلك أن العديد من المجرات الأخرى في الكون المبكر شهدت انفجارات متعددة من تكوين النجوم بدلاً من مرحلة مستمرة واحدة.
اقرأ أيضا:
