ماذا تفعل عناصر موجودة في أجسامنا على مجرة تبعد عن الأرض 12 مليار سنة ضوئية؟!

تم اكتشاف الفلور، وهو عنصر موجود في أسناننا وعظامنا على شكل فلوريد، في مجرة تبعد 12 مليار سنة ضوئية عن الأرض.

ووفقاً للدراسة التي نشرها موقع “ديلي ميل” وترجمها موقع “صوت بيروت إنترناشونال”، يعدّ هذا أبعد اكتشاف للمادة الكيميائية حتى الآن، وفقاً لعلماء الفلك من جامعة هيرتفوردشاير، الذين استخدموا مرصد Atacama Large Millimeter/submillimeter (ALMA) في تشيلي لإجراء الاكتشاف.

على بعد هذه المسافة العظيمة، نرى الفلور كما كان قبل 1.4 مليار سنة بعد الانفجار الكبير، أي حوالي 10 في المائة من العمر الحالي للكون.

وقال مؤلف الدراسة ماكسيميليان فرانكو “مثل معظم العناصر من حولنا، يتم إنشاء الفلور في النجوم ولكن، حتى الآن، لم نكن نعرف بالضبط كيف تم إنتاج هذا العنصر”.

وجد فرانكو وزملاؤه فلوريد الهيدروجين في السحب الكبيرة من الغاز في المجرة البعيدة NGP–190387، التي تم إنتاج ضوءها قبل 12 مليار سنة.

وقال الفريق أنّ النجوم تطرد عناصر أثقل في نهاية حياتها، ومع العثور على هذا الفلور عندما كان عمر الكون 1.4 مليار سنة فقط، فإنه يشير إلى أن النجوم التي خلقته يجب أن تكون قد عاشت وماتت بسرعة كبيرة.

إنهم يعتقدون أنّ نجوم Wolf-Rayet، النجوم الضخمة جداً التي تعيش بضعة ملايين من السنين فقط، هي مواقع الإنتاج الأكثر احتمالاً للفلور.

حتى الآن، كان علماء الفلك لا يعلمون كيف جاء الفلور، وما هي النجوم التي كانت مسؤولة عن إنتاجه، وخاصة في الكون المبكر.

وقال فرانكو: “كلنا نعرف الفلور لأنّ معجون الأسنان الذي نستخدمه كل يوم يحتوي عليه على شكل فلوريد”.

مضيفاً: “لم نكن نعرف حتى أي نوع من النجوم أنتج غالبية الفلور في الكون!’

استخدم الباحثون ALMA لدراسة سحابة الغاز القديمة بحثاً عن علامات منبهة من المادة الكيميائية الأقرب ما يمكن إلى الانفجار الكبير.

جاء الضوء الذي لاحظوه عندما كان عمر الكون 1.4 مليار سنة فقط، أي حوالي 10 في المائة من عمره الحالي.

إن اكتشاف الفلور بعد 1.4 مليار سنة من الانفجار الكبير يعني أن النجوم التي خلقت الفلور يجب أن تكون قد عاشت وماتت بسرعة.

إنّ نجوم Wolf-Rayet هي إحدى النجوم القليلة التي يمكن أن تفسر هذه الطرد السريع، لأنها تعيش فقط بضعة ملايين من السنين، أي ما يمثل غمضة عين في تاريخ الكون.

وقال الفريق إن نماذجهم تحتاج إلى دورة الحياة السريعة هذه لشرح كمية فلوريد الهيدروجين الذي اكتشفوه.

وقد تم اقتراح نجوم Wolf-Rayet كمصادر محتملة للفلور الكوني من قبل، لكن علماء الفلك لم يعرفوا حتى الآن مدى أهميتها في إنتاج هذا العنصر في الكون المبكر.

“لقد أظهرنا أن نجوم Wolf-Rayet، التي تعد من بين النجوم الأكثر ضخامة المعروفة ويمكن أن تنفجر بعنف عندما تصل إلى نهاية حياتها، تساعدنا، بطريقة ما، على الحفاظ على صحة الأسنان الجيدة!”: قال فرانكو مازحاً.

تضمنت التفسيرات السابقة لأصل الفلور إنتاجه في نبضات النجوم العملاقة المتطورة ذات الكتل التي تصل إلى عدة مرات حجم الشمس.
تعرف هذه باسم نجوم الفرع العملاقة المتقاربة، لكن الفريق يعتقد أن هذه السيناريوهات، التي يستغرق بعضها مليارات السنين، قد لا تفسر بشكل كامل كمية الفلور في NGP–190387.

وقال شياكي كوباياشي,، مؤلف مشارك في الدراسة: “بالنسبة لهذه المجرة ، استغرق الأمر عشرات أو مئات الملايين من السنين فقط للحصول على مستويات فلورمماثلة لتلك الموجودة في النجوم الموجودة في درب التبانة ، والتي يبلغ عمرها 13.5 مليار سنة. كانت هذه نتيجة غير متوقعة تماماً”.
“يضيف قياسنا قيداً جديداً تماماً على أصل الفلور، والذي تمت دراسته منذ عقدين.”

هذه هي أيضاً واحدة من المرات الأولى التي شوهد فيها الفلور خارج درب التبانة والمجرات المجاورة.

وكان قد شوهد سابقاً في الكوازارات البعيدة، والأجسام الساطعة المدعومة من الثقوب السوداء الهائلة في وسط بعض المجرات، ولكن لم يحدث أن تمّ اكتشافه من قبل في مجرة تشكيل النجوم في وقت مبكر جداً من الكون.

لقد حدث هذا الاكتشاف عن طريق الصدفة بالنسبة للفريق، الذي قال إنه لم يكن ممكناً إلا بفضل مزيج من المراصد الفضائية والأرضية.
تم اكتشاف NGP–190387 لأول مرة من قبل مرصد هيرشل الفضائي التابع لوكالة الفضاء الأوروبية وتمّت ملاحظتها لاحقاً مع ALMA في تشيلي.
إنها مشرقة للغاية بالنسبة لبعدها، وفقاً للفريق.

وكان السبب في هذا السطوع مجرة ضخمة أخرى تجلس بينها وبين الأرض على مقربة من خط الأفق.

إنّ هذه المجرة الضخمة قرّبت الضوء الذي لاحظه فرانكو ومعاونوه، مما مكنهم من اكتشاف الإشعاع الخافت المنبعث منذ مليارات السنين من الفلور في NGP–190387.

ويأمل الباحثون في استخدام التلسكوب الكبير للغاية، الذي يديره أيضاً المرصد الجنوبي الأوروبي، عندما يتعلق الأمر بالإنترنت في العقد المقبل، لمراقبة المجرة البعيدة بمزيد من التفصيل.

يقول تشن تاو يانغ، زميل ESO في تشيلي: “ALMA حساس للإشعاع المنبعث من الغاز والغبار البارد بين النجوم”.

“مع ELT، سنكون قادرين على مراقبة NGP – 190387 من خلال الضوء المباشر للنجوم والحصول على معلومات حاسمة حول المحتوى النجمي لهذه المجرة.”