James-Webb-Space-Telescope

استطاع العلماء رصد مجرتين، صُنفتا بوصفهما ثاني ورابع أبعد مجرتين عن كوكب الأرض، وذلك بمساعدة العدسات المتطورة لتلسكوب جيمس ويب الفضائي، تتماشى المجرات المكتشفة مع آلية تشكل المجرات وفقًا لنظرية الانفجار العظيم.

كُشف عن بعض خصائص المجرتين من خلال تقنية عدسة الجاذبية، تدعم تلك الخصائص النماذج الحالية لكيفية تشكل المجرات.

يُعزى الفضل في هذا الاكتشاف إلى تقنية عدسة الجاذبية، التي التُقط بواسطتها صورة لمجموعة عنقودية مجرية تُعرف باسم أبيل 2744، الملقبة أيضًا باسم عنقود باندورا، التي تقع على بعد نحو 3.5 مليار سنة ضوئية من كوكب الأرض، وتمكّنها جاذبيتها الهائلة من تشويه شكل نسيج الزمكان، ما يؤدي إلى تضخيم الضوء الصادر من المجرات البعيدة.

اكتشفت العالمة بينجي وانغ من كلية إيبرلي للعلوم في جامعة ولاية بنسلفانيا، عضو فريق (JWST UNCOVER)، باستخدام تلسكوب جيمس ويب الفضائي، مجرتين يتسمان بظاهرة الانزياح الأحمر بصورة بالغة الشدة.

تحدث ظاهرة الانزياح الأحمر بفعل تمدد الأطوال الموجية للضوء، نتيجة التوسع المستمر للكون، إذ إنه كلما كانت المجرة المرصودة أبعد عن الأرض، استغرق الضوء وقتًا أطول ليصل إلينا، ما يعني أن موجة الضوء القادمة ازداد طولها الموجي بفعل تمدد الكون خلال هذا الفاصل الزمني الطويل، ما يُعرف بظاهرة الانزياح الأحمر، التي تسبب تمدد الأطوال الموجية القادمة إلينا من تلك المجرات، حتى تصل إلى مجال الأشعة فوق الحمراء غير المرئية.

يزداد طول موجات الضوء القادم من المجرات التي تكوّنت خلال فترة 300 – 400 مليون سنة بعد الانفجار العظيم إلى أن تقع في مجال الأشعة فوق الحمراء، التي تُرصد بواسطة راصدات الطيف للأشعة تحت الحمراء ذات المجال القريب في تلسكوب جيمس ويب الفضائي.

تمكنت العالمة وانغ وفريقها من اكتشاف المجرتين نظرًا إلى انزياحهما الأحمر الشديد. سُميت المجرة الأولى (UNCOVER-z13)، ويُقدر انزياحها الأحمر بنحو 13.079، ما يجعلها في المركز الثاني بين أبعد المجرات المعروفة. من المدهش أننا نرى المجرة كما كانت بعد 330 مليون سنة من الانفجار العظيم، إذ يستغرق الضوء الصادر منها مليارات السنين ليصل إلينا.

أما المجرة الأخرى (UNCOVER-z12)، فتأتي في المركز الرابع لأبعد المجرات المعروفة، بانزياح أحمر يقدر بنحو 12.393 ما يجعلنا نراها كما كانت بعد 350 مليون سنة من الانفجار العظيم.

ما يميز المجرتين المكتشفتين مظهرهما غير المسبوق، إذ إن المجرات الأخرى البعيدة ذات الانزياح الأحمر الشديد عادةً ما تبدو على شكل نقاط، ما يدل على أن أحجامها صغيرة جدًا لا تتعدى مئات ملايين السنين الضوئية طولًا، لكن لمجرتي UNCOVER بنية مختلفة عن سائر المجرات.

قالت العالمة وانغ: «تظهر المجرات البعيدة الأخرى في الصور مثل نقطة، لكن إحدى المجرتين الحديثتين تملك شكلًا طويلًا يشبه حبة الفستق، أما الأخرى فتشبه كرة مزغبة».

رغم الاختلاف المثير للاهتمام في خصائص المجرات في تلك الحقبة، تمتلك المجرتان المكتشفتان حديثًا خصائص تدعم نظرية الانفجار العظيم إلى حد بعيد. تساعد نماذج المجرات في فترة نشأة الكون على وصف كيفية ولادة المجرات، إذ يكون حجمها صغيرًا في البداية، وما تلبث أن تندمج مع مجرات أخرى جاذبةً سحب الغاز، ليزداد حجمها على نحو متسارع.

أدى هذا النمو المتسارع إلى ولادة عدد أكبر من النجوم، ما أدى إلى تنوع ووفرة العناصر الأثقل من الهيدروجين والهيليوم. المجرتان المكتشفتان حديثًا يتسمان بحجم وعمر صغيرين، ويفتقران إلى وفرة العناصر الثقيلة، وقد تكونت نتيجة نشاط كبير، وكلها خصائص تدعم نظرية الانفجار العظيم.

من المثير للاهتمام أن لدى تلسكوب جيمس ويب القدرة على رصد قيم للانزياح الأحمر أعلى من مثيلاتها لدى المجرتين المكتشفتين، أي أن بوسعه اكتشاف مجرات أقدم منهما، لكن إلى الآن لم تُرصد أي مجرة في مجموعة عنقود باندورا المجري أقدم من هاتين المجرتين. كتب الباحثون: «ربما يعني ذلك عدم وجود مجرات أقدم، أو أننا لم يحالفنا الحظ إلى الآن بقدراتنا التكنولوجية الحالية لاكتشاف مجرات أخرى».

<strong>اقرأ أيضًا:</strong>

<a href="https://www.ibelieveinsci.com/%d8%aa%d9%84%d8%b3%d9%83%d9%88%d8%a8-%d8%ac%d9%8a%d9%85%d8%b3-%d9%88%d9%8a%d8%a8-5/">اكتشافات مذهلة قادمة لتلسكوب جيمس ويب حول المادة المظلمة والكواكب الخارجية</a>

<a href="https://www.ibelieveinsci.com/%d8%a7%d9%84%d8%b9%d9%86%d8%a7%d9%82%d9%8a%d8%af-%d8%a7%d9%84%d9%86%d8%ac%d9%85%d9%8a%d8%a9-%d8%a7%d9%84%d9%83%d8%b1%d9%88%d9%8a%d8%a9/">رصد أبعد عناقيد نجمية في تاريخ البشرية بتحليل صور تلسكوب جيمس ويب</a>

ترجمة: نور أبو حسون

تدقيق: ريمي سليمان

<a href="https://www.space.com/james-webb-space-telescope-distant-galaxies">المصدر</a>

تلسكوب جيمس ويب يكتشف اثنتين من أبعد المجرات التي رُصدت على الإطلاق

Black-hole-eating-a-planet-1

يسبب دوران الثقب الأسود العملاق "ساغيتاريوس A*" بأقصى سرعة ممكنة تغيّرًا في بنية نسيج الزمكان، وفي شكل نواة مجرة درب التبانة.

يدور الثقب الأسود العملاق حول نفسه بسرعات قريبة من سرعة الضوء، محرّكًا الأجسام التي تقربه.

قاس بعض علماء الفيزياء سرعة دوران الثقب الأسود الموجود في مركز مجرتنا (مجرة درب التبانة) باستخدام مرصد "شاندرا" الذي يعمل بالأشعة إكس التابع لناسا، والذي يمكّن العلماء من رصد أشعة إكس المنبعثة من المواد والبلازما ذات السرعات العالية، والتي تدور حول مركز الثقب الأسود.

يُرمز لسرعة دوران الثقب الأسود بالرمز"a"، وتتباين قيمتها من 0 الى 1، إذ يمثّل الرقم 1 دورانًا بسرعة الضوء.

وجد عالم الفيزياء في جامعة بنسلفانيا راث ا دالي أن سرعة دوران المواد حول الثقب الأسود "ساغيتاريوس A*" تتراوح بين 0.84 إلى 0.96 من سرعة الضوء، والتي تعد قريبة من حد السرعة الأعلى الممكنة، إذ تتعلق السرعة القصوى لدوران المواد بعرض الثقب الأسود. وقد وصف الفريق سرعة الثقب الأسود المذهلة في دراسة نشرت في صحيفة Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

إن اكتشاف السرعة المذهلة التي يدور بها الثقب والتي تقترب من الحد الأقصى الممكن الذي ينتج عنه العديد من التّطبيقات المهمّة المتعلّقة بفهمنا لكيفيّة تشكّل الثقب الأسود والعمليّات الفيزيائيّة والفلكيّة المتعلّقة بهذه الأجسام الاستثنائيّة مأخوذ عن العالم تشافيير كالمت عالم في الفيزياء النظريّة.
<h3>للثقوب السوداء قوة سحب عظيمة</h3>
يختلف الدوران الذاتي للثقب الأسود عن ذلك لدى الأجسام الفلكيّة الأخرى كالكواكب والنجوم والكويكبات، والتي تمتلك سطحًا فيزيائيًا، فالثّقوب السوداء عبارة عن منطقة من نسيج الزمكان محددّة بحاجز غير فيزيائي يسمى بأفق الحدث فبعد اجتياز الضوء لهذا المجال لا يستطيع الخروج منه.

يذكر كالمت: «تتعلق سرعة دوران الكواكب والنجوم باختلاف توزع الكتلة، أما الثقوب السوداء فسرعة دورانها تتعلق بالعزم الزاوي. وبفعل قوة الجذب الهائلة بقرب الثقب الأسود فإن دورانه يشوّه من بنية نسيج الزّمكان ليصبح منحنيًا، ما يشّكل حيّزًا كرويًا يحيط بالثقب الأسود "إرغوسفير"، ويقتصر التأثير على الثّقوب السوداء وحدها فلا يحدث للأجسام الصلبة كالكواكب والنجوم».

بعبارة أخرى تُسحب الأجسام الموجودة في الحيّز "إرغوسفير" بفعل انحناء نسيج الزمّكان الناتج عن دوران الثقب الأسود حول نفسه.

تدعى هذه الظاهرة "سحب الإطار" أو "تأثير تحريك العدسة"، ويُمكِّن تحديد سرعة الثقب الأسود العلماء من معرفة خواص الفضاء المحيط بنواة الثقب الأسود، والذي يسبب ظواهر بصرية غريبة.

وفقًا لقول كالمت: «يسبب سقوط المواد داخل الثقب الأسود تسارعًا في دورانه إلى أن يصل عزمه الزاوي إلى قيمة معيّنة لا يستطيع بعدها زيادة سرعته، وهنالك أيضًا عامل آخر يساهم في تحديد السرعة وهو كتلة الثقب الأسود. فكلّما كانت كتلة الثّقوب السّوداء أكبر، كانت مهمة زيادة سرعتها أصعب».

يضيف أيضًا: «إن احتكاك الثقب الأسود بالقرص الذي يدور حوله قد يسبّب تغييرات في سرعة دوران الثقب الأسود».

قد يفسّر الاحتكاك سبب دوران الثقب الأسود في مجرة "M87" والذّي يعدّ أوّل ثقب أسود صُوِّر بسرعات تتراوح من 0.89 إلى 0.91، مع أنه يمتلك كتلة تضاهي 6.5 مليون شمس، بينما الثقب الأسود "ساغيتاريوس A*" والذي يمتلك كتلة 4.5 مليون شمس يدور بسرعاتٍ تفوق نظيره وتتراوح 0.84 و0.96

<strong>اقرأ ايضًا:</strong>

<a href="https://www.ibelieveinsci.com/%d9%85%d8%ac%d8%b1%d8%a9-ceers-1019/">رصد أقدم ثقب أسود نعرفه حتى الآن، أكبر من الشمس بنحو 9 ملايين مرة</a>

<a href="https://www.ibelieveinsci.com/%d8%b5%d9%88%d8%b1%d8%a9-%d8%a7%d9%84%d8%ab%d9%82%d8%a8-%d8%a7%d9%84%d8%a3%d8%b3%d9%88%d8%af/">لأول مرة، تطوير صورة عالية الدقة لثقب أسود فائق الكتلة باستخدام الذكاء الاصطناعي!</a>

ترجمة: نور أبو حسون

تدقيق: غفران التميمي

<a href="https://www.livescience.com/space/black-holes/our-galaxys-monster-black-hole-is-spinning-at-top-speed-and-its-dragging-everything-along?fbclid=IwAR3Ni_8GK3AoONMIKXk6t8rIQEebidKis3RiowB8tAPBuECSdhvOvpjSkpE">المصدر</a>

الثقب الأسود في قلب مجرتنا يدور بسرعة عظيمة ويسحب نسيج الزمكان معه

9A228sxQbc8M5SRT7SUJuL

كشفت دراسة أُجريت على 42 نجمًا معمرًا في مجرة درب التبانة عن احتمالية حدوث الانشطارات النووية في الكون، التي تنتج عنها عناصر أثقل من تلك الموجودة طبيعيًا في كوكب الأرض.

اقترحت دراسة أجريت حديثًا أن الذهب والفضة قد تشكلت في نوى النجوم العملاقة بفعل انشطار عناصر أخرى أثقل من تلك المعروفة على كوكب الأرض. وتظهر أولى الدلائل حول حدوث الانشطار النووي في نوى تلك النجوم.

اعتُقد لفترة طويلة أن تكوّن عناصر أثقل من الحديد يتم بفعل انفجارات هي الأعنف في الكون، مثل التي تحدث عند اندماج النجوم النيوترونية. يتشكل بفعل التحام هذه الأجسام شديدة الكثافة التي تكونت بفعل فناء نجوم عملاقة بالغة في الثقل ذات كثافة عالية من النيوترونات في غضون أجزاء من الثانية فما تلبث أن تتحول إلى عناصر مثل الذهب والفضة بعد أن تطرأ عليها تحولات داخلية.

كشفت نتائج الدراسة ولأول مرة التي أجريت على 42 نجمًا عملاقًا في مجرة درب التبانة حدوث انشطار نووي وهو تفاعل نووي تنشطر فيه ذرات العناصر مطلقةً كميات هائلة من الطاقة ولها دور بارز في تكوين العناصر الثقيلة.

تبين لفريق من الباحثين ظهور أنماط متناسقة للعناصر في تلك النجوم التي اكتشف لاحقًا أنها ناتجة عن انشطار نووي. بإمكان هذه العملية إنتاج جميع عناصر الجدول الدوري بغضون ثانية، وهذا مذهل.

تقترح هذه الدراسة إمكانية إنتاج عناصر ذات وزن ذري يزيد عن 260 أثقل من تلك الموجودة بأطراف الجدول الدوري قبل أن يتم شطرها لعناصر أصغر مجددًا.

على الرغم أن بعض عمليات المحاكاة لتطور النجوم توقعت حدوث انشطارات نووية، ولكن ما يميز البحث أنه يحتوي على أول دليل مباشر لحدوث هذه العملية كما ذكر صاحب الدراسة ماثيو مامباور، عالم فيزياء وفلكي من جامعة شمال كارولاينا.

<strong>أنماط في النجوم:</strong>

أظهرت الدراسة التي نشرت في السابع من تشرين الثاني في صحيفة ساينس ترابطًا بين العناصر الموجودة في تلك النجوم القديمة، التي تشبه الشمس من حيث الحجم، إلا أنها تشكلت منذ تسعة مليارات سنة مضت.

أظهرت الدراسة وجود وفرة كبيرة من العناصر الخفيفة مثل الروديوم والفضة والبلاديوم التي تتراوح كتلها الذرية بين 45 و47 في الجدول الدوري، وأثبتت وجود نسب عالية من العناصر الأثقل -مثل الأوروبيوم والإربيوم- ذات الأوزان الذرية التي تزيد عن 60.

قال مامباور إنه على الرغم من عدم وجود ترابط بين هذه النجوم، فإن التشابه الكبير في الأنماط الظاهرية لها يقود إلى نتيجة واحدة، وهي حدوث هذه الظاهرة في كلٍ منها.

في حالة عدم حدوث الانشطار النووي المزعوم، الذي يشطر نواة العناصر كل منها إلى عنصرين جديدين فلا بد للعناصر الجديدة أن تكون ذات منشأ منفصل، ولكن في الحقيقة ظهور أطياف النجوم بشكل شبه متماثل وبتناسق شديد يقطع الشك باليقين، وهذا ما صرحت به العالمة نيكول فاش، إحدى المساهمين في الدراسة والباحثة في جامعة تري ميسون في كندا.

في السياق ذاته، يفسر حدوث الانشطار النووي النسب المتساوية من تلك العناصر، أذ إنها تنتج بنفس الطريقة وفي الوقت ذاته كما ذكرت فاش لمجلة لايف ساينس.

وأضافت: «إن العناصر المتوقع وجودها في تلك النجوم لم تتشكل على كوكب الأرض إطلاقًا»، والجدير بالذكر أيضا أن العديد من علماء الفلك وافقوها الرأي بذلك.

صرح أحد علماء الفيزياء الفلكية داراتش جافار واتسون من جامعة كوبنهاغن في الدنمارك، الذي لم يكن ضمن فريق الدراسة، بأن هذا التفسير يعد الأكثر إقناعًا، وأضاف في حديثه لمجلة أخبار الكيمياء والهندسة: «لا يمكنني إيجاد تفسير مقنع آخر على الرغم من عدم إثبات الدراسة قطعيًا، ولكنها تبدو الأكثر واقعية لتفسير سبب تشابه أطياف تلك النجوم».

<strong>اقرأ أيضًا:</strong>

<a href="https://www.ibelieveinsci.com/%d8%a7%d9%84%d9%85%d8%ac%d8%b1%d8%a7%d8%aa-%d8%aa%d9%84%d8%b3%d9%83%d9%88%d8%a8-%d8%ac%d9%8a%d9%85%d8%b3-%d9%88%d9%8a%d8%a8/">تلسكوب جيمس ويب يكتشف اثنتين من أبعد المجرات التي رُصدت على الإطلاق</a>

<a href="https://www.ibelieveinsci.com/%d8%a7%d9%84%d8%ab%d9%82%d9%88%d8%a8-%d8%a7%d9%84%d8%b3%d9%88%d8%af%d8%a7%d8%a1-%d9%81%d8%a7%d8%a6%d9%82%d8%a9-%d8%a7%d9%84%d9%83%d8%aa%d9%84%d8%a9-3">رصد أقدم ثقب أسود على الإطلاق، تشكل بعد 470 مليون سنة فقط من الانفجار العظيم</a>

ترجمة: نور أبو حسون

تدقيق: بسام موسى

<a href="https://www.livescience.com/space/cosmology/1st-evidence-of-nuclear-fission-in-stars-hints-at-elements-never-produced-on-earth">المصدر</a>

نور أبو حسون

الأعمال

تلسكوب جيمس ويب يكتشف اثنتين من أبعد المجرات التي رُصدت على الإطلاق

الثقب الأسود في قلب مجرتنا يدور بسرعة عظيمة ويسحب نسيج الزمكان معه

أول دليل على الانشطار النووي في النجوم يكشف عن عناصر لا مثيل لها على كوكب الأرض