كيف تقتل نجما؟.. علماء فلك يتوقعون سيناريو «سباق تصادم مميت»

تمكن تلسكوب جيمس ويب الفضائي التابع لوكالة ناسا من رصد ثلاثة أجسام ساطعة يشتبه علماء الفلك في أنها يمكن أن تكون نجوما مظلمة، أولى النجوم الموجودة في الكون على الإطلاق، ويصل سطوعها إلى 10 مليارات المرات سطوع شمسنا.

ويعتقد العلماء أن هذه الأجسام كانت موجودة في وقت مبكر من الكون قبل أن تتشكل أنواع النجوم التي نراها اليوم.

وتمثل “النجوم المظلمة” بداية الفجر الكوني، لكنها تكتسب أهمية إضافية لأنها مدعومة بجسيمات المادة المظلمة.

وقد يفتح التعرف على مثل هذه “النجوم المظلمة” الفائقة الكتلة، والتي يمكن أن تنمو لتصل إلى عدة ملايين المرات كتلة الشمس وتصل إلى 10 مليارات المرات أكثر سطوعا منها، أبوابا جديدة لفهم المادة المظلمة. حيث إن المادة المظلمة هي عنصر نظري من الكون، لكنه غير مكتشف، ويتوقع وجودها بناء على جاذبيتها، لأنها لا تمتص الضوء أو تعكسه أو ينبعث منها، ما يجعل من الصعب للغاية اكتشافها.

قال فريق من علماء الفلك، إن ملاحظاتهم لنجم شبيه بالشمس يدور حول ثقب أسود صغير قد تكون في الواقع مؤشرا على شيء شديد الغرابة وهو وجود نجم بوزوني مكون بالكامل من مادة مظلمة التي هي مادة غير مرئية يعتقد أنها تشكل معظم الكتلة في الكون.

وقيمت الدراسة التي لم تتم مراجعتها بعد، والتي نُشرت في مجلة arXiv، البيانات من القمر الصناعي غايا (Gaia) التابع لوكالة الفضاء الأوروبية، على نظام كوني يتكون من نجم شبيه بالشمس ورفيق نجمي أكبر حجما بنحو 11 ضعف كتلة الشمس.

وهذه الأجسام تدور حول بعضها على مسافة 1.4 وحدة فلكية – أو ما يعادل المسافة التي يدور فيها المريخ حول الشمس – كما يقول العلماء، وبينهم من هم من الأكاديمية التشيكية للعلوم.

وذكر موقع “روسيا اليوم” أن بحث سابق قد توقع أن النظام يتكون من نجم يدور حول ثقب أسود. وفي حين أن التفسير المحتمل للجسم المركزي يمكن أن يكون ثقبا أسود، فإن الميكانيكا المدارية للنظام يتم تفسيرها أيضا إذا كان الجسم المظلم المركزي عبارة عن تكتل ثابت من جسيمات بوزونية ( الحقول التي تحمل الطاقة) أو “المادة المظلمة”.

وتشير معظم النماذج إلى أن المادة المظلمة موزعة بالتساوي في جميع أنحاء الكون، لكن البعض يقول إنها يمكن أن تتجمع أيضا.

وفي أحد هذه النماذج، يُفترض أن المادة المظلمة هي نوع جديد من البوزون، وهي جسيمات تحمل الطاقة والقوى عبر الكون مثل الفوتون المعروف على نطاق واسع.

وافترض العلماء أن بعض البوزونات غير المكتشفة يمكن أن يكون لها القدرة على تكوين كتل كبيرة، ويمكن أن يكون قسم منها نظريا بحجم نجم كامل.

ويقول العلماء إن مثل هذا الجسم الكوني الافتراضي، المعروف باسم نجم البوزون – سيكون غير مرئي تماما لأن جسيمات البوزون هذه لا تتفاعل مع الضوء ولكن يمكن التعرف عليها من خلال تأثير الجاذبية على محيطها.

وتقترح الدراسة الجديدة أنه يمكن تفسير بيانات رصد القمر الصناعي غايا من خلال استبدال الجسم المركزي بنجم بوزوني.

والنجوم البوزونية هي نتيجة لشكل افتراضي من المادة المظلمة. وتشكل المادة المظلمة نفسها أكثر من 80% من الكتلة الكلية لكل مجرة وهي مكونة من نوع من الجسيمات التي ما تزال بعيدة عن الفيزياء الحديثة. في بعض نظريات المادة المظلمة، تتكون المادة المظلمة من البوزونات، وهي نوع من الجسيمات مثل الفوتونات والغلونات – وهي جسيمات تحمل عادة قوى الطبيعة. لكن بوزونات المادة المظلمة ستكون مختلفة، وبدلا من ذلك ستملأ معظم الكون.

ولكن بسبب طبيعتها، يمكن لجسيمات مادة البوزون المظلمة أن تتراكم بسهولة مكونة أجساما كثيفة ومضغوطة. ولن تصدر هذه الأجسام أي إشعاع على الإطلاق وستظهر للمراقبين الخارجيين وكأنها ثقوب سوداء.

وبينما ما يزال العلماء يشيرون إلى أنه من غير المحتمل أن يكون نجما بوزونيا، فإنهم يدعون إلى متابعة الملاحظات.

والمزيد من عمليات محاكاة هذه الأجسام الكونية بمزيد من البيانات، بافتراض أن أحدها هو نجم بوزوني، يمكن أن يكشف ما إذا كانت المادة المظلمة جزءا من هذا النظام.

وكتب العلماء في الدراسة: “ستوفر الملاحظات الفلكية المستقبلية إمكانية التمييز بين سيناريوهات النجوم البوزونية المختلفة”.

أظهرت الملاحظات التي خلص إليها مرصد كيك في هاواي، أن النجوم التي تدور حول الثقب الأسود الهائل في مركز مجرة درب التبانة، تفتقد بغموض، رفقاءها.

وحلل فريق من جامعة كاليفورنيا، لوس أنجلوس، بقيادة ديفين تشو، عددًا من الملاحظات، من خلال تعقب 28 نجمًا يدورون حول الثقب الأسود المركزي الهائل في مجرتنا، والمعروف باسم «منطقة الرامي أ»، والذي تبلغ كتلته 4.1 مليون شمس، وفق ما ذكرته صحيفة سبيس.

وتدور جميع النجوم في مدار شهر ضوئي واحد (480 مليار ميل، أو 777 مليار كم) حول الثقب الأسود.

ويشار إلى أن 16 من هذه النجوم المسماة النجوم S وهي نجوم صغيرة جدًّا (عمرها أقل من 6 ملايين سنة) وأكبر عشرات مرات من شمسنا.

وقال تشو، في بيان، إن «نجوم بهذا العمر الصغير لا ينبغي حتى أن تكون بالقرب من الثقب الأسود في المقام الأول، لم يكن بإمكانها الهجرة إلى هذه المنطقة خلال 6 ملايين سنة فقط، ولكن أن يكون لديها شكل نجمة في مثل هذه البيئة المعادية أمر مثير للدهشة».

وتوصل فريق تشو إلى أنه لا يوجد أي من النجوم S في شكل ثنائيات، فجميعها منفردة، ما يربك التوقعات بأن النجوم الضخمة عادة ما تتكون في أنظمة ثنائية أو حتى ثلاثية.

ومن خلال تلك الملاحظات، تمكن تشو وزملاؤه من وضع الحد الأقصى لتجزئة الثنائيات حول «منطقة الرامي أ*» على أنه 47% على الأكثر، وهو أقل بكثير مما هو عليه في محيطنا الشمسي.

وقال تشو: «هذا الاختلاف يتحدث عن البيئة المثيرة للاهتمام بنحو لا يصدق لمركز مجرتنا، نحن لا نتعامل مع بيئة طبيعية هنا».