الماء شكّل مكونا رئيسيا لنشأة المجرات الأولى

في اكتشاف علمي رائد، وجد علماء الفلك أدلة على أن الماء كان موجودا في الكون بعد 100 إلى 200 مليون سنة فقط من الانفجار العظيم.
وتكشف دراسة جديدة نشرت يوم 3 مارس/آذار في مجلة "نيتشر أسترونومي" أن النجوم الأولى، المعروفة باسم نجوم الجيل الثالث، لعبت دورا رئيسيا في تكوين الماء من خلال انفجاراتها العنيفة.
يقول المؤلف الرئيسي للدراسة "دانيال والهان" -محاضر أول في علم الكونيات في معهد علم الكونيات والجاذبية في جامعة بورتسموث البريطانية- في تصريحات لـ"الجزيرة.نت": "لطالما اعتقد العلماء أن الماء، وهو عنصر أساسي للحياة، تشكل في وقت متأخر من تاريخ الكون".
ويضيف: "لكن هذه الدراسة الجديدة تتحدى هذا الافتراض، إذ تظهر أن جزيئات الماء يمكن أن تتكون في نوى سحابية جزيئية كثيفة، والتي تم إثراؤها ببقايا أولى السوبرنوفا. واحتوت هذه السحب على كميات عالية من الأكسجين والهيدروجين، ما أوجد ظروفا مناسبة لتشكل الماء حتى في البيئات القاسية للكون المبكر".
وقد نشأ الكون قبل نحو 13.8 مليار سنة واحدة من نقطة واحدة، بحسب نظرية الانفجار العظيم، تلا ذلك وخلال عدة مئات من الملايين من السنوات نشوء النجوم الأولى، والتي سميت نجوم الجيل الأول، وقد احتوت هذه النجوم على نسبة من المعادن تكاد تكون صفرا، لكن حينما انفجرت هذه النجوم أطلقت كمية من المعادن التي دخلت في تركيب الجيل التالي من النجوم.
دور المستعرات النجمية في تكوين الماء
باستخدام عمليات محاكاة رقمية متقدمة، قام الباحثون بنمذجة انفجارات نوعين من المستعرات العظمى للجيل الثالث، أحدهما من نجم يعادل 13 ضعف كتلة الشمس، والآخر من نجم ضخم يعادل 200 ضعف كتلة الشمس.
ووجدت الدراسة أن هذه السوبرنوفا أثرت في السحب الغازية المحيطة بها بعناصر ثقيلة، بما في ذلك الأكسجين، الذي تفاعل مع الهيدروجين لتكوين الماء.
يوضح "والهان" في تصريحات لـ"الجزيرة.نت" أنه مع تمدد بقايا هذه النجوم الأولى وتبريدها، حدثت تفاعلات كيميائية أدت إلى تكوين بخار الماء. وعلى الرغم من أن الكميات الأولية من الماء كانت صغيرة نسبيا، فإن النوى الكثيفة لهذه السحب استمرت في إنتاج كميات كبيرة من الماء على مدى ملايين السنين.
ويقدر فريق البحث أن نسب كتلة الماء في هذه السحب القديمة وصلت إلى مستويات مماثلة لتلك الموجودة في درب التبانة اليوم، مما يجعل من المحتمل أن الماء كان عنصرًا أساسيًّا في المجرات الأولى.
"هذا الاكتشاف يعيد تشكيل فهمنا لكيفية تشكل الجزيئات الأساسية في الكون. فلطالما اعتقد أن الماء نشأ بشكل أساسي في أجيال لاحقة من النجوم، لكن هذه النتائج الجديدة تشير إلى أن الجيل الأول من السوبرنوفا أسهم بالفعل في توفير بيئات مناسبة لوجود الماء"، بحسب ما قال الباحث.
تداعيات مهمة على فهمنا للأرض
وفقا للدراسة، يشير وجود الماء في أقدم المجرات إلى أن ظروف الحياة ربما ظهرت في وقت أبكر مما كان يعتقد سابقا. ومع استمرار العلماء في استكشاف الكواكب التي تدور حول نجوم غير الشمس والمجرات البعيدة بحثا عن دلائل على القابلية للحياة، يوفر هذا الاكتشاف منظورا جديدا حول كيفية وزمن ظهور الماء -وربما البيئات الداعمة للحياة- لأول مرة في الكون.
ويقول والهان: "قد تتمكن التلسكوبات المستقبلية، من رصد إشارات لهذا الماء البدائي، مما يساعد علماء الفلك في تتبع التطور الكيميائي للكون من نشأته وحتى اليوم".
ويضيف الباحث أن هذا الاكتشاف يفتح الباب أمام فرضية مثيرة: هل يمكن أن يكون بعض الماء الموجود في نظامنا الشمسي اليوم قد تشكل خلال الانفجارات الأولى للنجوم في الكون؟ فإذا كان الماء قد تكون مبكرا بهذا الشكل، فمن الممكن أن يكون قد انتقل عبر السحب الغازية والمذنبات التي أسهمت لاحقًا في تشكيل الكواكب، بما في ذلك الأرض.
بالإضافة إلى ذلك، تشير الدراسة إلى أن الكواكب الأولى التي تشكلت في الكون ربما احتوت على الماء في وقت أبكر مما كان يعتقد سابقا. وهذا يعني أن الظروف التي تسمح بالحياة قد تكون موجودة في أماكن غير متوقعة في الكون، حتى في الكواكب التي نشأت في مراحل مبكرة من تطور المجرات.
إلى جانب الماء، تؤدي السوبرنوفا دورا محوريا في تشكيل العناصر الكيميائية التي تعد ضرورية للحياة، مثل الكربون والنيتروجين والحديد. هذه العناصر تتوزع عبر الفضاء عندما تنفجر النجوم العملاقة، مما يخلق بيئات غنية بالعناصر التي يمكن أن تؤدي إلى نشوء الحياة في أنظمة نجمية جديدة.
وبذلك، يمكن القول إن الحياة، كما نعرفها، تعتمد بشكل كبير على عمليات فيزيائية وكيميائية حدثت في أعماق الفضاء منذ مليارات السنين.

جرب ميزات الذكاء الاصطناعي لدينا

اكتشف ما يمكن أن يفعله Daily8 AI من أجلك:

التعلم مع الذكاء الاصطناعيالتحقق من الحقائقتحويل النص إلى كلامملخص الذكاء الاصطناعي

أخبار ذات صلة

جريدة الوطن

منذ 7 أيام

• جريدة الوطن

ســـحـــابـــــة نجــمـــيــــــة ضـــــخـــمـــة

اكتشف فريق دولي من العلماء، بقيادة جامعة روتجرز في ولاية نيوجيرسي الأميركية، سحابة هيدروجينية جزيئية يُحتمل أن تكون مُشكّلة للنجوم، وهي واحدة من أكبر الهياكل المنفردة في السماء، ومن بين أقربها إلى الشمس، والأرض بالتبعية، على الإطلاق. وتقول الدكتورة بليكسلي بوركهارت، الأستاذة المشاركة في قسم الفيزياء والفلك بجامعة روتجرز والتي ساهمت في إعداد الدراسة، في تصريحاتها للجزيرة نت: «يفتح هذا الاكتشاف آفاقا جديدة لدراسة الكون في نطاق السحب الجزيئية، ولمزيد من الاستكشافات التي كنا غافلين عنها، كما يفتح نافذة جديدة على كيفية تشكل النجوم والكواكب، وكيف تتكوّن مجرتنا». أطلق العلماء على سحابة الهيدروجين الجزيئية المكتشفة اسم «إيوس»، ويتعلق بإلهة في الأساطير اليونانية القديمة تُجسّد الفجر. ووفقا لبيان جامعة روتجرز، فقد تم الكشف عن تلك الكرة هلالية الشكل، التي ظلت غير مرئية للعلماء لفترة طويلة، من خلال البحث عن مُكوّنها الرئيسي وهو الهيدروجين الجزيئي. وتقول الدكتورة بليكسلي بوركهارت في تصريحات خاصة للجزيرة نت: «ظلت سحابة إيوس مختبئة لفترة طويلة لأنها لا تظهر بالطريقة المعتادة التي يكتشف بها علماء الفلك السحب في الفضاء، حيث إنه في معظم الأحيان، يبحث العلماء عن غاز يُسمى أول أكسيد الكربون لرصد السحب المُشكّلة للنجوم». وتضيف «لكن سحابة إيوس مختلفة، فهي تتكون في الغالب من جزيئات هيدروجين لا تلمع بالطريقة المعتادة، وتحتوي على نسبة ضئيلة جدا من أول أكسيد الكربون، وبالتالي فإن هذا جعلها شبه غير مرئية للتلسكوبات التقليدية».

الجزيرة

٠٤-٠٥-٢٠٢٥

• الجزيرة

فريق بريطاني يشرح كيف رأى المصريون القدماء مجرة درب التبانة

أدى الاهتمام بفهم الدور الذي لعبته مجرة ​​درب التبانة في الثقافة المصرية القديمة بفريق بحثي مشترك من جامعة بورتسموث البريطانية، إلى اكتشاف ما يعتقد أنه قد يكون التصوير البصري المصري القديم لمجرة درب التبانة في سماء الليل. ركز الفريق بشكل خاص على رسمة إلهة السماء نوت، التي تظهر منحنية وتغطي السماء في الرسم المصري القديم، وبناء على ذلك، بحث في 555 تابوتا من عصور مصرية مختلفة، ركز الباحثون على 118 رسما لـ نوت، يعود تاريخ أقدمها إلى ما يقرب من 5 آلاف عام. ومن خلال الجمع بين علم الفلك وعلم المصريات، حلل الفريق ما إذا كان من الممكن ربطها بمجرة درب التبانة، ونُشرت النتائج في "جورنال أوف أسترونوميكال هيستوري آند هيريتدج". نوت في مصر القديمة كانت نوت إلهة السماء عند قدماء المصريين، وتظهر في الرسومات كامرأة جسدها مغطى بالنجوم، منحنية كقوس فوق الإله جب (إله الأرض). وكرمز لدورة الليل والنهار، كانت نوت "تبتلع الشمس" كل مساء، وتلدها كل صباح، وفي المعابد المصرية القديمة كانت أحيانا تظهر وهي تحمل الشمس أو مركب الشمس. منذ القدم، افترض العلماء أن جسد نوت المغطى بالنجوم قد يمثل درب التبانة، وبشكل خاص نقصد حزام المجرة الذي يمكن أن نراه في المناطق النائية صيفا، حيث يمتد كمنطقة كثيفة بالنجوم والسحب الغبارية من السماء، يتخللها مناطق داكنة كبيرة. وحزام المجرة ما هو إلا تمثيل لأذرع مجرة درب التبانة عندما نتأملها من منظور جانبي، فنحن نرى ذراعنا المحلي (الذي نسكن فيه ويسمى ذراع الجبار)، ثم فجوة بين الأذرع، ثم ذراع القوس أعلاه. لكن فريق جامعة بورتموث أثبت أن نوت ليست المجرة نفسها، بل هي السماء ككل، وحزام المجرة مجرد جزء منهاـ فعلى تابوت كاهنة تدعى نس تاوجات أخت، وهي زوجة الملك شيشنق الثاني وأم الأمير أوسركون (د) الذي أصبح فيما بعد كاهنا أكبر للإله آمون، ظهر خط أسود متموج يقسم جسد نوت. هذا الخط يشبه الشَق العظيم في درب التبانة، وهو شريط داكن يقسم المجرة في السماء، وهو داكن لأنه يتكون من سحب غاز وغبار غير مضاءة، ويعد ذلك أول تصوير واضح يمكن اعتباره تمثيلا للمجرة في الفن المصري القديم. علم الآثار الفلكي وجد الباحثون كذلك أشكالا مماثلة في قبور ملوك مثل ستي الأول ورمسيس الرابع والسادس والتاسع، الخطوط في هذه القبور تقسم السماء إلى نصفين، ربما لتصوير درب التبانة. يشير ذلك إلى أن السماء (نوت) عند المصريين لم تكن مجرد خلفية، بل كائن حي يحتوي كل الظواهر الفلكية، ومن ثم فإن ذلك يعني أن المصريين القدماء لاحظوا تفاصيل السماء بدقة، ودمجوا المعرفة الفلكية مع الرموز الدينية والفنية. ويهتم علم الآثار الفلكي بدراسة كيف كانت الشعوب القديمة تفهم السماء، وكيف صمّموا معابدهم، وهياكلهم، ومدنهم بناءً على مواقع الشمس، والقمر، والنجوم. يساعد هذا النطاق لفهم معتقدات وأساطير القدماء المرتبطة بالسماء، ويكشف كيف استخدمت الشعوب القديمة الفلك لتحديد المواسم، والتقويم الزراعي، والطقوس الدينية، وفي السياق نفسه يعطينا صورة عن ذكاء الهندسة القديمة في توجيه المباني بناءً على الظواهر السماوية.

الجزيرة

٠٢-٠٥-٢٠٢٥

• الجزيرة

علماء يدحضون نظريات أصل الماء على الأرض

توصل باحثون من جامعة أكسفورد إلى دلائل تدحض النظرية الشائعة القائلة إن الماء نشأ على كوكبنا من ارتطام الكويكبات بسطحه، حيث حلل العلماء نيزكًا مشابهًا للأرض في بداياتها، وذلك لفهم أصل الهيدروجين على كوكبنا. وأثبت فريق البحث -حسب دراستهم التي نشرت بدورية "إيكاروس"- أن المادة التي بُنيت عليها كوكبنا كانت أغنى بالهيدروجين بنسبة أكبر مما كان يُعتقد سابقًا، وبالتالي فإن الماء على الأرض يشبه في تركيبه تركيب الأرض في بداياتها، ومن ثم تدعم هذه النتائج النظرية القائلة إن تكوّن الظروف الصالحة للحياة على الأرض لم يعتمد على اصطدام الكويكبات بها. وقد أثار أصل الهيدروجين، وبالتالي الماء، على الأرض جدلًا واسعًا، حيث يعتقد الكثيرون أن الهيدروجين اللازم لنشأة ماء الأرض قد وصل عن طريق الكويكبات من الفضاء الخارجي خلال أول 100 مليون سنة تقريبًا من عمر الأرض. فرضية "المصدر الخارجي" ويقول الدكتور عبد الرحمن إبهي، الباحث في كلية العلوم بجامعة ابن زهر في أغادير المغربية، والخبير الدولي بعلم النيازك، في تصريحات خاصة للجزيرة نت "تشكل مسألة أصل الماء على الأرض أحد الأسئلة المحورية في علوم الكواكب، حيث تتقاطع جهود الجيولوجيين وعلماء الفلك للكشف عن لغز تحول الكوكب الجاف إلى عالم زاخر بالمحيطات". ويضيف "في السنوات الأخيرة، هيمنت فرضية (المصدر الخارجي) التي تفترض أن الماء وصل عبر اصطدام الكويكبات ولم يكن جزءًا من التركيب الأصلي للأرض". وتقوم الفرضية على فكرة أن الأرض تشكلت قبل نحو 4.5 مليارات سنة من سحابة الغاز والغبار المحيطة بالشمس الفتية (السديم الشمسي) وكانت بيئتها شديدة القسوة. وفي هذه المرحلة، لم يكن للأرض غلاف جوي قادر على احتباس الحرارة أو حماية السطح من الإشعاع الشمسي المكثف. ولهذا فإن فرضية "المصدر الخارجي" تُرجع أصل الماء الموجود اليوم في محيطات الأرض جاءت عبر تصادمات مع كويكبات من النوع الكوندريت الكربوني، والتي تكونت في مناطق الباردة من النظام الشمسي (خلف حزام الكويكبات الرئيسي) خلال فترة تُعرف باسم "القصف الشديد المتأخر" خلال الفترة ما بين 4.1-3.8 مليارات سنة والتي تعرضت فيها الأرض لسلسلة من الاصطدامات العنيفة مع آلاف الكويكبات نتيجة اضطرابات جاذبية ناتجة عن تحركات الكواكب العملاقة (كالمشتري وزحل) في النظام الشمسي الخارجي. وعند اصطدام هذه الكويكبات بالأرض، أطلقت طاقة هائلة حوَّلت جزءًا من كتلتها إلى بخار. ومع تبريد الأرض تدريجيًّا، تكثف هذا البخار على شكل أمطار غزيرة، تجمعت على مدى ملايين السنين في المناطق المنخفضة مشكِّلة المحيطات الأولية. تحليل نيزك شبيه بالأرض وفقا للبيان الصادر من جامعة أكسفورد، فقد توصل الفريق البحثي الى أدلتهم التي تدحض النظرية الشائعة حول أصل الماء على الأرض، وذلك من خلال تحليلهم للتركيب العنصري لنيزك يُعرف باسم "لار 12252". وحصل العلماء على هذا النيزك من القارة القطبية الجنوبية، ويشبه تركيبه تركيب الأرض في بداياتها (قبل 4.55 مليارات سنة) واستخدم الباحثون تقنية تحليل عنصري تُسمى مطيافية امتصاص الأشعة السينية، لدراسته. وكان فريق أكسفورد قد اشتبه في أن كميات كبيرة من الهيدروجين قد تكون مرتبطة بالكبريت الوفير في النيزك، وباستخدام مسرع الجسيمات (السنكروترون) -وهو جهاز ضخم بحجم ملعب كرة قدم تقريبًا يُسرّع الإلكترونات إلى سرعة تُقارب سرعة الضوء- قام الباحثون بتسليط إشعاع قوي من الأشعة السينية على بنية النيزك للبحث عن مركبات تحتوي على الكبريت. وقد أراد العلماء معرفة ما إذا كان الهيدروجين الموجود داخل هذا النيزك أصليًا (أي أنه قادم من الفضاء، وهو جزء من المادة التي شكلت الأرض) أو ملوثًا (جاء من الأرض بعد سقوط النيزك). إعلان ويحتوي النيزك على "كوندرولات" (جسيمات مستديرة) و"مصفوفة" (مادة دقيقة تحيط بها). وكان قد سبق لفريق فرنسي أن وجد بعض الهيدروجين في الأجزاء العضوية من الكوندرولات، لكن ذلك لم يكن كافيًا لتفسير وجود مياه الأرض. ولكن أثناء فحص المصفوفة، عثر الفريق بشكل غير متوقع على كميات كبيرة من الهيدروجين، وخاصةً على شكل كبريتيد الهيدروجين، وكانت الكمية أكبر بـ5 مرات من الكمية الموجودة في الكوندرولات. وهذا يعني أن الهيدروجين لم يكن ناتجًا عن تلوث، بل كان جزءًا من النيزك منذ البداية. مستقبل الأرض وقال توم باريت طالب الدكتوراه في قسم علوم الأرض بجامعة أكسفورد، والذي قاد الدراسة "لقد كنا متحمسين للغاية عندما أظهر لنا التحليل احتواء العينة على كبريتيد الهيدروجين، ولكن ليس بالمستوى الذي توقعناه! ولأن احتمالية نشوء كبريتيد الهيدروجين هذا من تلوث أرضي ضئيلة للغاية، فإن هذا البحث يقدم أدلة حيوية تدعم نظرية أن الماء على الأرض طبيعي، وأنه نتيجة طبيعية لتكوين كوكبنا". وأضاف الأستاذ المشارك جيمس برايسون بقسم علوم الأرض جامعة أكسفورد، والمؤلف المشارك "السؤال الأساسي الذي يطرحه علماء الكواكب: كيف أصبحت الأرض كما هي عليه اليوم؟ ونعتقد الآن أن المادة التي بُنيت عليها كوكبنا، والتي يمكننا دراستها باستخدام هذه النيازك النادرة، كانت أغنى بكثير بالهيدروجين مما كنا نعتقد سابقًا، وبالتالي فإن هذه النتيجة تدعم فكرة أن تكوّن الماء على الأرض عملية طبيعية، وليس نتيجة صدفة لسقوط كويكبات مائية على كوكبنا بعد تشكله". ويعود الدكتور إبهي ليقول "دراسة أكسفورد ليست نهاية المطاف، بل فتحت بابًا جديدًا للتساؤل. فالأرض، بعكس الكواكب الجافة مثل الزهرة، نجحت في حفظ مائها عبر مليارات السنين بفضل توازن دقيق بين عمليات داخلية (مثل النشاط التكتوني) وخارجية (مثل الاصطدامات)". ويضيف "ربما يكمن السر في هذا التوازن نفسه: فالماء لم يأتِ من مصدر وحيد، بل نتاج تفاعل معقد بين الأرض والفضاء، بين النار والجليد، بين ما هو ذاتي وما هو وارد. وهذا التعقيد يجعل البحث عن أصل الماء ليس مجرد سؤال عن الماضي، بل نافذة لفهم مستقبل الكوكب الأزرق. وهذه الدراسة لا تلغي دور الكويكبات، لكنها تُضيف طبقةً جديدةً من التعقيد إلى النموذج السائد، مؤكدةً أن التاريخ الجيولوجي للأرض نتاج تفاعلٍ بين العمليات الداخلية والخارجية".