رياح المستعرات العظمى تعيق الضوء.. هابل يراجع فهم إعادة التأيين الكوني

كشفت رصود جديدة بتلسكوب هابل الفضائي عن مفارقة تُهدد أحد أكثر التفسيرات رسوخاً لواحدة من أهم المراحل في تاريخ الكون: إعادة التأيين الكوني. فبدلاً من أن تساعد الرياح المجرية الناتجة عن انفجارات المستعرات العظمى الإشعاع فوق البنفسجي على الهروب من المجرات الفتية، أظهرت الدراسة أن هذه الرياح تزيد من حجب هذا الإشعاع بدل أن تُفسح له الطريق. نُشرت النتائج في مجلة Nature Astronomy، وشارك في إجرائها نحو ثلاثين باحثاً من أكثر من اثنتي عشرة مؤسسة حول العالم.

إعادة التأيين الكوني هي المرحلة التي أزالت فيها الإشعاعات الصادرة عن أولى النجوم والمجرات الإلكترونات من ذرات الهيدروجين المتعادل الذي كان يملأ الفضاء بين المجرات في الكون الفتي، فسمحت للضوء فوق البنفسجي بالانتشار بحرية بعد أن كان محجوباً. بدأت هذه العملية قبل نحو ثلاثة عشر مليار سنة، ويصفها الباحث كودي كار، من جامعة ميشيغان، بأنها "آخر تحوّل طوري كبير شهده الكون". ورغم أهمية هذه المرحلة في تشكيل بنية الكون كما نعرفها اليوم، ظل العلماء يتساءلون عن هوية الأجرام التي زوّدت الكون بهذا الإشعاع المؤيّن، وكيف تمكّن جزء كافٍ منه من الهروب من المجرات التي وُلد فيها أصلاً.

لدراسة هذا اللغز، وجّه فريق البحث، الذي قاده كار وشارك فيه كبيران من العلماء وهما ستيفان مكاندليس من جامعة جونز هوبكنز ورنيوي تسن من جامعة تشجيانغ، تلسكوب هابل نحو مجموعة من مجرات انفجار نجمي قريبة نسبياً من الأرض. وتُعرف هذه المجرات بمعدلات تكوّن نجمي مرتفعة للغاية، ما يجعلها نظائر حديثة مناسبة لدراسة المجرات التي كانت نشطة في عصر إعادة التأيين المبكر. حلّل الباحثون أطياف هذه المجرات، حيث يترك الغاز الممتص للضوء بصمات واضحة في الطيف تكشف عن سرعة الرياح الخارجة منها واتجاهها.

وعند مقارنة سرعات هذه الرياح بكمية الإشعاع المؤيّن الذي يهرب فعلياً من كل مجرة، توصل الفريق إلى نتيجة مفاجئة: المجرات التي تحمل أسرع الرياح هي نفسها التي يهرب منها أقل قدر من هذا الإشعاع. وهذا يتعارض تماماً مع التفسير السائد الذي افترضه العلماء منذ سنوات، والذي يقول إن الرياح الناتجة عن انفجارات المستعرات العظمى، وهي الانفجارات الهائلة التي تخلّف بعض النجوم الضخمة عند موتها، تشق قنوات داخل الغاز المحيط بالمجرة، فتفتح للإشعاع فوق البنفسجي طريقاً للهروب إلى الوسط بين المجرات وتفكيك ذرات الهيدروجين المتعادل هناك.

لكن الرصود الجديدة تشير إلى عكس ذلك تماماً. فبحسب مكاندليس، يبدو أن الطاقة التي تضخّها المستعرات العظمى في محيط المجرة "تُحرّك الغاز والغبار المجاور وتزيد من تغطيته للمجرة، لا أن تُقلّصها"، وهو ما يعني أن هذه الرياح تحجب الإشعاع المؤيّن بدل أن تُسهّل هروبه. ويرى الفريق أن التفسير الأقرب إلى الواقع هو أن الإشعاع الصادر عن النجوم الفتية الضخمة يهرب من المجرة في وقت مبكر جداً، قبل أن تنفجر تلك النجوم وتُطلق رياحها القوية. وبعبارة كار: "الطريقة التي كانت هذه المجرات تُسرّب من خلالها الإشعاع المؤيّن لم تكن كما توقعنا... رصودنا تُظهر أن هذه الفوتونات تهرب قبل تشكّل الرياح المجرية أصلاً".

وتحمل هذه النتيجة دلالة مهمة لعلم الكونيات الحسابي، إذ يرى تسن أن المستعرات العظمى تؤدي دوراً محورياً في المحاكاة الهيدروديناميكية الكونية التي يستخدمها العلماء لتفسير كيفية هروب الإشعاع المؤيّن من المجرات، وبالتالي فإن أي تصحيح لهذا الدور قد يفرض إعادة ضبط نماذج حاسوبية بأكملها تحاول إعادة بناء تاريخ الكون المبكر.

مع ذلك، يُشدد الباحثون على أن هذا الاكتشاف لا يُغلق الملف نهائياً بشأن الأسباب الحقيقية لإعادة التأيين الكوني، بل يفتح الباب لمراجعة أعمق. ويخطط الفريق للتقدّم بطلب لمزيد من وقت رصد تلسكوب هابل لاختبار هل يتكرر هذا النمط في مجرات أخرى غير تلك التي شملتها الدراسة الحالية، إذ إن تعميم النتيجة يتطلب عينة أوسع من مجرات انفجار النجوم تمتد عبر خصائص وبيئات مختلفة.

ويُظهر هذا العمل مجدداً أن أبسط المجرات القريبة ما تزال تحمل مفاتيح لفهم أبعد لحظات الكون المبكر وأكثرها غموضاً، وأن الصورة المتداولة عن دور المستعرات العظمى في تشكيل الكون المرئي قد تحتاج إلى مراجعة جوهرية في ضوء بيانات رصدية جديدة ودقيقة.

تتمتع المنطقة العربية بموروث تاريخي عريق في علم الفلك، إذ أسهم علماء العصر الإسلامي الذهبي في تأسيس الفلك الحديث، وظلت أسماء نجوم عديدة عربية الأصل مستخدمة في لغة الفلك العالمية حتى اليوم. وفي العصر الحديث، يُشارك المركز الوطني لعلوم الفضاء والتقنية الإماراتي في الأبحاث الفلكية الدولية، فيما تعمل المملكة العربية السعودية على تطوير برامج رصد فلكي ضمن مبادرات المدينة الوطنية للفضاء. وتُضيف اكتشافات كهذه، التي تُعيد رسم فهمنا للكون المبكر، بُعداً علمياً يستلهم الباحثون العرب من إرثهم الفلكي في التعامل معه.

وتستند هذه النتائج إلى بيانات دقيقة جُمعت بتمويل من جامعة تشجيانغ وبرنامجها البحثي الرائد، إضافة إلى المؤسسة الوطنية الصينية للعلوم الطبيعية، ووزارة العلوم والابتكار الإسبانية، وبرنامج آفاق أوروبا 2020، ووكالة ناسا والمؤسسة الوطنية الأمريكية للعلوم، في تعاون دولي واسع يعكس الأهمية التي توليها الأوساط العلمية لفهم هذه الحقبة المحورية من تاريخ الكون.