كتب – رامز يوسف:
منذ إطلاقه في يوم عيد الميلاد عام 2021، أثبت تلسكوب جيمس ويب الفضائي جدارته عامًا بعد عام. ولا يشكل عام 2024 استثناءً. إليكم 5 مرات فقط أعاد فيها التلسكوب فائق القوة تشكيل فهمنا للكون.
المجرات الكبيرة
صُمم تلسكوب جيمس ويب جزئيًا للبحث عن المجرات الأولى في الكون. هذه المجرات بعيدة جدًا عنا لدرجة أن توسع الكون أدى إلى تحويل ضوئها إلى الجزء الأحمر أو تحت الأحمر من الطيف الكهرومغناطيسي.
استخدم علماء الفلك المرصد للعثور على تلك المجرات القديمة، وما وجدوه، مرارًا وتكرارًا، كانت مجرات أكبر وأكثر سطوعًا مما توقعنا. المهم هنا هو فهمنا لتكوين المجرات. يبدو أن الكون المبكر كان مكانًا أكثر نشاطًا مما كنا نعتقد.
تظهر المجرات وتنمو بسرعة كبيرة، في غضون بضع مئات من ملايين السنين فقط. لا يفهم علماء الكونيات كيف يمكن للعمليات التي تنمو بها المجرات أن تتطور بهذه السرعة، ويأمل علماء الفلك أن تكشف ملاحظات تلسكوب جيمس ويب المستقبلية عن الأدلة اللازمة لحل هذا اللغز.
الثقوب السوداء الكبيرة
اكتشف تلسكوب جيمس ويب بعض الثقوب السوداء العملاقة هذا العام. ففي شهر مايو، شهد علماء الفلك وحشين ضخمين، يزن كل منهما حوالي 50 مليون مرة كتلة الشمس، أثناء الاصطدام عندما كان عمر الكون حوالي 740 مليون سنة.
إن تفسير الثقوب السوداء الكبيرة في الكون المبكر أصعب من تفسير المجرات الكبيرة، لأن الطريقة الوحيدة المعروفة لتشكل الثقوب السوداء هي من خلال موت النجوم الضخمة، والتي تترك وراءها ثقوبًا سوداء يصل وزنها إلى بضعة أضعاف كتلة الشمس. من هناك، يجب على تلك البذور الصغيرة أن تستهلك المواد المحيطة بها بمعدل مذهل، وتندمج بشكل متكرر، للوصول إلى حالة الكتلة الهائلة في مثل هذا العمر الكوني المبكر.
لا يعرف علماء الفلك ما هي العمليات الفيزيائية الفلكية التي يمكن أن تفسر كيف أصبحت هذه الثقوب السوداء كبيرة جدًا في وقت مبكر جدًا – لكن جيمس ويب يمكن أن يساعد أيضًا في الإجابة على هذا السؤال.
توتر هابل
في العقد الماضي، فقد علماء الكونيات نومهم بسبب مشكلة تُعرف باسم توتر هابل. تعود الطرق المختلفة لتقدير معدل التوسع الحالي للكون، والمعروف باسم معدل هابل أو ثابت هابل، بأرقام مختلفة قليلاً.
الفارق الرئيسي أن القياسات المأخوذة من الكون المبكر أكبر قليلاً من القياسات المأخوذة من الكون اللاحق. وطرح علماء الفلك مئات المقترحات لحل التوتر، من أخطاء القياس العادية إلى إعادة صياغة فهمنا للطاقة المظلمة.
في الوقت الحالي، لا يوجد تفسير مقبول بشكل عام للتوتر. وفي هذا العام، لم يساعد تلسكوب جيمس ويب بعد تأكيده أن توتر هابل حقيقي جدًا.
سر الكربون
تتطلب الحياة كما نعرفها 5 مكونات أساسية على الأقل: الهيدروجين والأكسجين والكربون والنيتروجين والفوسفور. إذا استبعدنا عنصرًا واحدًا، فإن العمليات الكيميائية الحيوية الأساسية التي تجعل الحياة ممكنة ستتوقف. تشكل الهيدروجين في الدقائق القليلة الأولى من الانفجار العظيم. لا يمكن صنع الباقي إلا في قلوب النجوم. لا تصل هذه المكونات إلى الفضاء بين النجوم – حيث يمكنها المشاركة في تكوين نجوم جديدة وأنظمة شمسية جديدة – إلا بعد موت تلك النجوم.
كوكب مثل الأرض، غني بما يكفي بهذه العناصر لجعل الحياة ممكنة، هو نتاج أجيال متعددة من حياة النجوم ووفياتها التي امتدت لمليارات السنين. لذا فقد كان من المفاجئ أن يستخدم علماء الفلك تلسكوب جيمس ويب للعثور على سحابة من الكربون تشكلت بعد 350 مليون سنة فقط من الانفجار العظيم.
هذا يدفع عقارب الساعة إلى الوراء عندما كان من الممكن أن تظهر الحياة لأول مرة في الكون. إذا كانت كمية كبيرة من الكربون موجودة في سحابة، فمن المحتمل أن تكون المكونات الرئيسية الأخرى تطفو أيضًا. وكان من الممكن أن تشكل كل هذه العناصر كوكبًا قبل أن يبلغ عمر الكون نصف مليار عام. لا نعرف بعد ما إذا كانت الحياة موجودة في ذلك الوقت، لكن هذا الاكتشاف يعد دليلاً رئيسيًا على أنه كان ممكنًا.
الجيل الأول من النجوم
يعتبر تلسكوب جيمس ويب أداة رائدة: المجرات الأولى، والثقوب السوداء الأولى، ولبنات البناء الأولى للحياة. لكن الكأس المقدسة الكونية الحقيقية هي العثور على النجوم الأولى. في التسمية الغريبة لعلم الفلك، يُعرف الجيل الأول من النجوم باسم نجوم المجموعة الثالثة. لا توجد نجوم معروفة من المجموعة الثالثة في الكون الحالي، ويشتبه علماء الفلك في عدم وجود نجوم من هذا الجيل عاشت طويلاً.
ستكون هذه النجوم مختلفة كثيرًا عن النجوم الحديثة، والتي تحتاج إلى عناصر أثقل لتعديل تفاعلات الاندماج الخاصة بها. ولكن الجيل الأول لم يكن لديه سوى الهيدروجين والهيليوم البدائيين للعمل بهما. وتشكلت تلك النجوم قبل المجرات الأولى، وقدمت الفجر الكوني – أول ضوء نجمي للكون.
سيكون العثور على النجوم الأولى حدثاً ضخماً، وربما نجح علماء الفلك في هذا العام. فقد اكتشف الباحثون تلميحات خفية لنجوم المجموعة الثالثة في الضوء المجمع من المجرة GN-z11، وهي مجرة ولدت بعد الانفجار العظيم بـ 430 مليون سنة فقط. وعلى الرغم من أن هذه المجرة كانت موجودة بعد ظهور النجوم الأولى بفترة طويلة، إلا أنها قد تحتفظ ببقايا من تلك الشرارات القديمة. لا يزال الاكتشاف مؤقتًا، ولكن إذا صمد، فقد يُسجل في التاريخ باعتباره أهم اكتشاف لتلسكوب جيمس ويب.
اقرأ أيضا:
