اكتشاف تجويف عملاق في مجرة درب التبانة

سحابتا «برسيوس» و«توروس» الجزيئيتان كما يطلق عليهما تشكلان محط مراقبة منذ زمن بعيد نظراً لقربهما من الأرض (أ.ف.ب)
سحابتا «برسيوس» و«توروس» الجزيئيتان كما يطلق عليهما تشكلان محط مراقبة منذ زمن بعيد نظراً لقربهما من الأرض (أ.ف.ب)
TT

اكتشاف تجويف عملاق في مجرة درب التبانة

سحابتا «برسيوس» و«توروس» الجزيئيتان كما يطلق عليهما تشكلان محط مراقبة منذ زمن بعيد نظراً لقربهما من الأرض (أ.ف.ب)
سحابتا «برسيوس» و«توروس» الجزيئيتان كما يطلق عليهما تشكلان محط مراقبة منذ زمن بعيد نظراً لقربهما من الأرض (أ.ف.ب)

اكتشف علماء فلك في مجرة درب التبانة تجويفاً عملاقاً محاطاً بسديمين، هما سحابتا «برسيوس» و«توروس»، ظهرا بعد انفجار نجم عملاق واحد على الأقل، على ما أظهرت دراسة نُشرت أمس (الأربعاء)، وفقاً لوكالة الصحافة الفرنسية.
وتشكل سحابتا «برسيوس» و«توروس» الجزيئيتان، كما يطلق عليهما، محط مراقبة منذ زمن بعيد نظراً لقربهما من الأرض، ما بين 500 و1000 سنة ضوئية، وهي مسافة لا تُذكر على مقياس مجرتنا درب التبانة التي يزيد قطرها عن 80 ألف سنة ضوئية.
لكن الاهتمام بهما مرده أيضاً إلى أنهما تؤويان مصانع للنجوم التي تشكلت بفضل مزيج الغاز الجزيئي والغبار الذي يتكون من هذه السحب. كما كان يبدو أن هذين السديمين مرتبطان بنوع من الخيوط، لكن هذه الفرضية استبعدت لاحقاً، نظراً إلى المسافة التي تفصل كلاً منهما عن كوكب الأرض.
وقال الباحث شموئيل بيالي من مركز هارفارد للفيزياء الفلكية ومعهد «سميثسونيان» لوكالة الصحافة الفرنسية: «المضحك في هاتين السحابتين هو أننا وجدنا أنهما مرتبطتان بشكل جيد، ليس بالطريقة المتخيلة، لكن من خلال تجويف عملاق».
هذه هي المرة الأولى التي يتمكن فيها العلماء من تصميم خريطة ثلاثية الأبعاد لمثل هذا الهيكل، يُطلق عليها اسم «بير - تاو شل»، بالاستعانة بتقنيات متقدمة للحساب والتصوير، وخصوصاً خريطة للغازات الجزيئية في منطقة أوسع رُسمت باستخدام بيانات من تلسكوب «غايا» الفضائي الأوروبي.
وأوضح بيالي أنه يجب تخيل «نوع من الكرة بباطن فارغ» أو «فقاعة فائقة» يبلغ قطرها نحو 500 سنة ضوئية (نحو 4.7 مليون مليار كيلومتر)، ويتشكل غلافها الخارجي جزئياً بواسطة سحابتي «برسيوس» و«توروس».

وقال الأستاذ المساعد في معهد ماكس بلانك الألماني عالم الفيزياء الفلكية والفيزياء تورستن إنسلين إن الجزء الداخلي من التجويف يحتوي على القليل من الغبار «لكن بكثافة منخفضة جداً، مقارنة بكثافة السحب».
وقد شارك إنسلين مع المعد الرئيسي شموئيل بيالي في إنجاز هذه الدراسة التي نشرت نتائجها مجلة «أستروفيزيكل جورنال ليترز». وهو أحد العلماء الذين صنعوا عامي 2019 و2020. أول خريطة ثلاثية الأبعاد لسحب الغبار على مسافة قريبة من شمسنا. وحصل ذلك بفضل بيانات «غايا» عن موقع وخصائص أكثر من خمسة ملايين نجم في هذه «الضاحية» الشمسية.
كذلك وقّعت كاثرين زوكر، وهي باحثة في مرحلة ما بعد الدكتوراه وعالمة في الفيزياء الفلكية، على دراسة ثانية حول هذا الموضوع لشرح كيف استخدم العلماء هذه الخريطة بشكل جيد، بمساعدة الخوارزميات التي طُورت جزئياً تحت إشرافها.
وقالت في تصريحات أوردها بيان من مركز الفيزياء الفلكية: «هذه هي المرة الأولى التي يمكننا فيها استخدام مناظر حقيقية بالأبعاد الثلاثية، وليس محاكاة، لمقارنة النظرية بالملاحظة، وتقدير أيهما يعمل بشكل أفضل» لشرح من أين جاء هذا التجويف العملاق واستقرت الغيوم على سطحه.
وأوضح بيالي: «نعتقد أن الأمر ناجم عن مستعر أعظم (سوبرنوفا)، وهو انفجار ضخم دفع هذه الغازات وشكّل هذه السحب».
وبحسب هذه النظرية، انفجر نجم واحد أو أكثر في مرحلة نهاية الحياة ودفع الجزء الأكبر من الغاز الذي تسبح فيه بشكل تدريجي إلى الوراء لتشكيل هذا التجويف، منذ فترة تراوح بين 6 و22 مليون سنة.
وأضاف بيالي: «نحن نلاحظ الآن التجويف في مرحلته الأخيرة، حيث تباطأ بالفعل (تمدده)، وسمح بتكوين سحابتي برسيوس وتوروس». وهو يعتزم حالياً التركيز على المجموعات الشابة من النجوم التي تظهر هناك.
أما البروفسور إنسلين فتوقع «اكتشاف الكثير من الهياكل الأخرى» مثل تلك الموجودة في «بير - تاو». وقال: «ربما تكون هذه الفقاعة واحدة من فقاعات كثيرة»، مضيفاً أنها رغم حجمها، تحتل مساحة صغيرة في الخريطة ثلاثية الأبعاد التي أنتجها قسمه.


مقالات ذات صلة

علماء ينتجون «نموذج جنين بشري» في المختبر

علوم النموذج تم تطويره باستخدام الخلايا الجذعية (أرشيف - رويترز)

علماء ينتجون «نموذج جنين بشري» في المختبر

أنتجت مجموعة من العلماء هيكلاً يشبه إلى حد كبير الجنين البشري، وذلك في المختبر، دون استخدام حيوانات منوية أو بويضات.

«الشرق الأوسط» (لندن)
علوم الهياكل الشبيهة بالأجنة البشرية تم إنشاؤها في المختبر باستخدام الخلايا الجذعية (أرشيف - رويترز)

علماء يطورون «نماذج أجنة بشرية» في المختبر

قال فريق من الباحثين في الولايات المتحدة والمملكة المتحدة إنهم ابتكروا أول هياكل صناعية في العالم شبيهة بالأجنة البشرية باستخدام الخلايا الجذعية.

«الشرق الأوسط» (لندن)
علوم علماء يتمكنون من جمع حمض نووي بشري من الهواء والرمال والمياه

علماء يتمكنون من جمع حمض نووي بشري من الهواء والرمال والمياه

تمكنت مجموعة من العلماء من جمع وتحليل الحمض النووي البشري من الهواء في غرفة مزدحمة ومن آثار الأقدام على رمال الشواطئ ومياه المحيطات والأنهار.

«الشرق الأوسط» (نيويورك)
علوم صورة لنموذج يمثل إنسان «نياندرتال» معروضاً في «المتحف الوطني لعصور ما قبل التاريخ» بفرنسا (أ.ف.ب)

دراسة: شكل أنف البشر حالياً تأثر بجينات إنسان «نياندرتال»

أظهرت دراسة جديدة أن شكل أنف الإنسان الحديث قد يكون تأثر جزئياً بالجينات الموروثة من إنسان «نياندرتال».

«الشرق الأوسط» (لندن)
علوم دراسة تطرح نظرية جديدة بشأن كيفية نشأة القارات

دراسة تطرح نظرية جديدة بشأن كيفية نشأة القارات

توصلت دراسة جديدة إلى نظرية جديدة بشأن كيفية نشأة القارات على كوكب الأرض مشيرة إلى أن نظرية «تبلور العقيق المعدني» الشهيرة تعتبر تفسيراً بعيد الاحتمال للغاية.

«الشرق الأوسط» (لندن)

جهاز مبتكر ينتِج من الهواء مكوناً أساسياً في الأسمدة

الجهاز الجديد يتميز بقدرته على العمل ميدانياً مباشرة في المواقع الزراعية (جامعة ستانفورد)
الجهاز الجديد يتميز بقدرته على العمل ميدانياً مباشرة في المواقع الزراعية (جامعة ستانفورد)
TT

جهاز مبتكر ينتِج من الهواء مكوناً أساسياً في الأسمدة

الجهاز الجديد يتميز بقدرته على العمل ميدانياً مباشرة في المواقع الزراعية (جامعة ستانفورد)
الجهاز الجديد يتميز بقدرته على العمل ميدانياً مباشرة في المواقع الزراعية (جامعة ستانفورد)

أعلن فريق بحثي مشترك من جامعتَي «ستانفورد» الأميركية، و«الملك فهد للبترول والمعادن» السعودية، عن ابتكار جهاز لإنتاج الأمونيا؛ المكوِّن الأساسي للأسمدة، باستخدام تقنية صديقة للبيئة تعتمد على طاقة الرياح.

وأوضح الباحثون في الدراسة، التي نُشرت الجمعة بدورية «ساينس أدفانسيس (Science Advances)»، أن هذا الجهاز يمثل بديلاً محتملاً للطريقة التقليدية لإنتاج الأمونيا، والمتبَعة منذ أكثر من قرن. وتُستخدم الأمونيا على نطاق واسع في صناعة الأسمدة لإنتاج مركبات مثل اليوريا ونيترات الأمونيوم، وهما مصدران أساسيان للنيتروجين الضروري لنمو النباتات. والنيتروجين أحد العناصر الحيوية التي تعزز عملية البناء الضوئي وتكوين البروتينات في النباتات؛ مما يدعم نمو المحاصيل ويزيد الإنتاج الزراعي.

ورغم أهمية الأمونيا في تعزيز الإنتاج الزراعي، فإن الطريقة التقليدية لإنتاجها تعتمد على عمليةٍ صناعيةٍ كثيفةِ استهلاكِ الطاقة وتركز على الغاز الطبيعي مصدراً رئيسياً، مما يؤدي إلى انبعاث كميات كبيرة من ثاني أكسيد الكربون. وتستهلك هذه العملية نحو اثنين في المائة من إجمالي الطاقة العالمية سنوياً، وتنتج نحو واحد في المائة من انبعاثات الكربون عالمياً.

ويعتمد الجهاز الجديد على الهواء مصدراً رئيسياً للنيتروجين اللازم لإنتاج الأمونيا، فيُستخلص من الغلاف الجوي بطرق مبتكرة، ثم يدمج مع الهيدروجين المستخرَج من الماء. وتُستخدم في هذه العملية محفزات كيميائية متطورة تعمل تحت الضغط الجوي ودرجة حرارة الغرفة، مما يُغني عن الحاجة إلى الوقود الأحفوري أو مصادر الطاقة التقليدية، مما يجعل العملية مستدامة وصديقة للبيئة.

ويتميز الجهاز بإمكانية تشغيله مباشرة في المواقع الزراعية، ويمكن تصميمه ليكون محمولاً ومتكاملاً مع أنظمة الري، لتوفير السماد للنباتات بشكل فوري دون الحاجة إلى نقل الأسمدة من المصانع. ووفق الباحثين؛ فإن هذا الابتكار يُسهم في خفض تكاليف النقل والبنية التحتية المرتبطة بالطرق التقليدية لإنتاج الأمونيا، التي تعتمد على منشآت صناعية ضخمة ومعقدة.

وأظهرت التجارب المعملية فاعلية الجهاز في إنتاج كميات كافية من الأمونيا لتسميد النباتات داخل الصوب الزجاجية خلال ساعتين فقط، باستخدام نظام رش يعيد تدوير المياه. كما أكد الباحثون إمكانية توسيع نطاق الجهاز ليشمل تطبيقات زراعية أكبر عبر شبكات موسعة ومواد مرشحة محسّنة.

ويتطلع الفريق البحثي إلى دمج هذا الجهاز في المستقبل ضمن أنظمة الري، مما يتيح للمزارعين إنتاج الأسمدة مباشرة في مواقع الزراعة، ويدعم الزراعة المستدامة.

وأشار الفريق إلى أن الأمونيا المنتَجة يمكن استخدامها أيضاً مصدراً نظيفاً للطاقة بفضل كثافتها الطاقية مقارنة بالهيدروجين، مما يجعلها خياراً مثالياً لتخزين ونقل الطاقة.

ويأمل الباحثون أن يصبح الجهاز جاهزاً للاستخدام التجاري خلال ما بين عامين و3 أعوام، مؤكدين أن «الأمونيا الخضراء» تمثل خطوة واعدة نحو تقليل الاعتماد على الوقود الأحفوري وتعزيز الاستدامة في مختلف القطاعات.