العثور على مقبرة النجوم في مجرة «درب التبانة»

فريق أسترالي نشر خريطة بمواقعها

منظر منقسم لمجرة «درب التبانة» مقابل مقبرتها النجمية (جامعة سيدني)

كشفت خريطة وضعها فريق بحثي أسترالي، من معهد سيدني لعلم الفلك، عن مقبرة لنجوم درب التبانة، التي تحولت إلى ثقوب سوداء ونجوم نيوترونية. ووجدوا أنها تمتد ثلاثة أضعاف ارتفاع المجرة نفسها، وثلث هذه النجوم تم قذفه خارج المجرة تماماً.
وتتشكل النجوم النيوترونية والثقوب السوداء عندما تستنفد النجوم الضخمة، أكبر بثماني مرات من شمسنا، وقودها وتنهار فجأة، ويؤدي هذا إلى تفاعل سريع ينفخ الأجزاء الخارجية من النجم بعيداً في انفجار يسمى «مستعراً أعظم»، بينما يستمر اللب في الانضغاط على نفسه - اعتماداً على كتلته الأولية – حتى يصبح إما نجماً نيوترونياً أو ثقباً أسود.
وفي النجوم النيوترونية، يكون اللب كثيفاً لدرجة أن الإلكترونات والبروتونات تُجبر على الاندماج على المستوى دون الذري في نيوترونات، محاصرة كتلتها الكلية في كرة أصغر من مدينة، وإذا كانت كتلة النجم الأصلي أكبر من 25 مرة من كتلة شمسنا، فإن هذا الانهيار الناتج عن الجاذبية يستمر، حتى يصبح اللب كثيفاً جداً بحيث لا يمكن حتى للضوء الهروب، وكلا النوعين من الجثث النجمية يشوه المكان والزمان والمادة من حوله.
ورغم أن المليارات يجب أن تكون قد تشكلت منذ أن كانت المجرة صغيرة، فإن هذه الجثث الغريبة قد تم قذفها إلى ظلام الفضاء بين النجوم بواسطة المستعر الأعظم الذي أنشأها، وبالتالي انزلق بعيداً عن الأنظار ومعرفة علماء الفلك حتى الآن.
ومن خلال إعادة إنشاء دورة الحياة الكاملة للنجوم الميتة القديمة بعناية، أنشأ الباحثون أول خريطة مفصلة توضح مكان تواجد جثثهم، وتم نشرها (الخميس) في دورية «الإخطارات الشهرية للجمعية الفلكية الملكية».
ويقول بيتر توثيل، الأستاذ في معهد سيدني للفلك، المؤلف المشارك للدراسة في تقرير نشره الموقع الإلكتروني لجامعة سيدني، بالتزامن مع نشر الدراسة، «إحدى مشكلات العثور على هذه الأجسام القديمة هي أنه حتى الآن، لم تكن لدينا أي فكرة عن مكان البحث، وتم إنشاء أقدم النجوم النيوترونية والثقوب السوداء عندما كانت المجرة أصغر سناً، ثم تعرضت المجرة لتغيرات معقدة امتدت لمليارات السنين، لقد كانت مهمة كبيرة لنمذجة كل هذه المتغيرات للعثور عليهم».
وتتوافق النجوم النيوترونية والثقوب السوداء حديثة التكوين مع مجرة اليوم، لذلك يعرف علماء الفلك أين ينظرون، لكن أقدم النجوم النيوترونية والثقوب السوداء تشبه الأشباح التي يصعب العثور عليها.
ويقول توثيل: «كان الأمر أشبه بمحاولة العثور على مقبرة الأفيال الأسطورية»، مشيراً إلى مكان تموت فيه الأفيال الكبيرة بمفردها، وفقاً للأسطورة، بعيداً عن مجموعتها، و«كان لا بد من وجود مكونات هذه النجوم الضخمة النادرة، لكنها بدت كأنها تحجب نفسها». ويضيف أن «أصعب مشكلة كان علينا حلها في بحثنا عن توزيعهم الحقيقي هو حساب (الركلات) التي يتلقونها في اللحظات العنيفة، فانفجارات (المستعرات الأعظمية) غير متماثلة، ويتم إخراج البقايا بسرعة عالية، أعلى لملايين الكيلومترات في الساعة، والأسوأ من ذلك، يحدث هذا في اتجاه غير معروف وعشوائي».
وما يزيد الأمر صعوبة، هو أنه لا شيء في الكون يظل ساكناً لوقت طويل، لذا حتى معرفة المقادير المحتملة للركلات المتفجرة لم تكن كافية، وكان على الباحثين أن يتعمقوا في أعماق الزمن الكوني ويعيدوا بناء كيفية تصرفهم على مدى مليارات السنين.
ويقول ديفيد سويني، الباحث المشارك بالدراسة: «الأمر يشبه إلى حد ما لعبة البلياردو، فإذا كنت تعرف الاتجاه الذي تضرب الكرة فيه، ومدى شدته، فيمكنك حينئذٍ معرفة المكان الذي ستنتهي إليه، ولكن في الفضاء، تكون الأشياء والسرعات أكبر بكثير، بالإضافة إلى أن الطاولة ليست مسطحة، لذا فإن البقايا النجمية تذهب في مدارات معقدة تتنقل عبر المجرة». ويوضح، أنه «على عكس طاولة البلياردو، لا يوجد احتكاك، لذا فهي لا تتباطأ أبداً، وتقريباً جميع البقايا التي تشكلت على الإطلاق لا تزال موجودة، وتنزلق مثل الأشباح عبر الفضاء بين النجوم». ويضيف: «وبسبب هذه الصعوبات، تأتي قيمة النماذج المعقدة التي بنيناها، والتي حدت في النهاية خريطة لمقبرة درب التبانة النجمية».