عاجل علماء يكتشفون لحظة تشكل الماء في اللحظات الأولى من عمر الكون

على الرغم من أن الماء يشكل 70% من سطح كوكبنا، إلا أن العلماء ما زالوا غير متفقين على المصدر الحقيقي للمياه على الأرض.

ويزعم الباحثون الآن أنهم اكتشفوا أصول الماء في اللحظات الأولى من عمر الكون.

وبحسب علماء من جامعة بورتسموث في المملكة المتحدة، فإن الماء تشكل لأول مرة في حطام انفجارات المستعرات الأعظمية بعد حوالي 100 إلى 200 مليون سنة من الانفجار الكبير.

وتشير هذه النتائج إلى أن مكونات الحياة على الأرض كانت موجودة قبل مليارات السنين قبل ما كان يعتقد سابقا.

وباستخدام المحاكاة الحاسوبية، أظهر الباحثون أن الماء قد تشكل عندما ماتت النجوم الأولى في الكون وانهارت إلى مستعرات أعظمية. 

ومع تبريد الأكسجين الناتج عن هذه الانفجارات واختلاطه بالهيدروجين المحيط به، أصبح الماء قادراً على التكون في كتل المواد المتبقية.

ومن المرجح أيضًا أن تكون هذه الأنوية الكثيفة المليئة بالغبار هي المصدر الأكثر احتمالًا للمادة التي تشكل الكواكب الأولى.

وفي بحثهم، كتب الدكتور دانييل ويلان وزملاؤه: "بالإضافة إلى الكشف عن أن العنصر الأساسي للحياة كان موجودًا بالفعل في الكون منذ 100 إلى 200 مليون سنة بعد الانفجار الكبير، تظهر محاكاتنا أن الماء كان على الأرجح مكونًا رئيسيًا للمجرات الأولى".

تشكل الهيدروجين مع العناصر الخفيفة الأخرى مثل الهيليوم والليثيوم في الدقائق القليلة الأولى بعد الانفجار الكبير عندما بردت بحر الجسيمات شديدة الحرارة وتجمعت في ذرات.

ومع ذلك، فإن ذرات الأكسجين كبيرة جدًا بحيث لا يمكن تشكيلها بهذه الطريقة.

وبدلاً من ذلك، كان لا بد من تشكيل الأكسجين والعناصر الثقيلة الأخرى عن طريق التفاعلات النووية التي تنتجها النجوم.

بعد حوالي 100 مليون سنة من الانفجار الكبير، أي منذ حوالي 13.7 مليار سنة، تجمعت سحب من الهيدروجين والهيليوم البدائيين تحت قوة الجاذبية.

ومع تزايد كثافتها، أصبح الضغط في النواة عظيماً إلى درجة أنه أدى إلى بدء تفاعلات الاندماج النووي التي حولت سحب الغاز إلى نجوم وجلبت أول ضوء إلى الكون.

في نهاية المطاف، استنفدت هذه النجوم إمداداتها من وقود الهيدروجين وانهارت على نفسها، مما أدى إلى نشوء مستعرات أعظمية هائلة.

وقد وصلت درجات الحرارة لفترة وجيزة إلى حوالي 1,000,000,000 درجة مئوية، ودمجت هذه الانفجارات المادة الخام من ذرات الهيدروجين والهيليوم في جزيئات أكبر بما في ذلك الأكسجين.

وفي بحثهم المنشور في مجلة Nature Astronomy، وضع الباحثون نموذجا لما يمكن أن يحدث في أعقاب انفجار مستعر أعظم - الأول لنجم كتلته 13 ضعف كتلة الشمس والثاني لنجم كتلته 200 ضعف كتلة الشمس.

أظهرت هذه المحاكاة أن المستعر الأعظم الأول والثاني أنتج 0.051 كتلة شمسية من الأكسجين و 55 كتلة شمسية من الأكسجين على التوالي.

بعد الانفجار، تنطلق سحابة من الهيدروجين والأكسجين إلى هالة هائلة تحيط ببقايا النجم حيث تبدأ في الاتحاد لتكوين الماء.

في البداية، تعني الكثافة المنخفضة للهالة أن مستويات المياه تظل منخفضة إلى حد ما، ولكن عندما تبدأ الهالة في التكتل مع بعضها البعض بفعل الجاذبية، تبدأ مستويات المياه في الارتفاع بشكل كبير.

بعد مرور ما بين 30 إلى 90 مليون سنة، أنتج المستعر الأعظم الأصغر ما يعادل واحد على مائة مليون إلى واحد على مليون من كتلة الشمس من الماء.

وفي الوقت نفسه، أنتج الانفجار الثاني الكبير 0.001 كتلة شمسية من الماء بعد 3 ملايين سنة فقط.

إذا كان بإمكان هذه المياه أن تنجو من عملية تشكيل المجرات العنيفة، فقد تكون واحدة من المكونات الرئيسية للمجرات الأولى.

وما يجعل هذا الاكتشاف مثيرا للاهتمام بشكل خاص هو أنه قد يفسر كيفية وصول الماء إلى الكواكب الصالحة للحياة مثل الأرض.

من المرجح أن تكون "النوى السحابية الجزيئية" الكثيفة التي تشكل فيها المياه بوفرة هي أصل الأقراص الكوكبية الأولية، وسحب الغبار الدوامية التي تشكل الكواكب، والنجوم ذات الكتلة المنخفضة مثل شمسنا.

في بعض هذه الأقراص، قد يكون مستوى المياه مرتفعًا تقريبًا كما هو الحال في أي مكان آخر في الكون اليوم.

وقال الباحثون إن هذه الأقراص كانت غنية بشكل كبير بالمياه البدائية، إلى كسور كتلة أكبر بمقدار 10 إلى 30 مرة من تلك الموجودة في السحب المنتشرة في مجرة درب التبانة في قلب المستعر الأعظم CC، وإلى عامل أقل بقليل فقط من تلك الموجودة في النظام الشمسي اليوم".

ويتوقع الباحثون أن الكمية الكبيرة من الماء والفرصة الكبيرة لتكوّن نجم منخفض الكتلة تثير احتمالية تكوّن كواكب تحتوي على ماء سائل في أعقاب انفجارات المستعرات الأعظمية الأولى.

ويعني هذا أن الشرط الأساسي للحياة ربما يكون قد تحقق قبل مليارات السنين من الوقت الذي كان العلماء يعتقدون فيه في السابق.

كيف تشكل الماء في الكون؟

يتكون الماء من عنصرين: الهيدروجين والأكسجين.

تشكل الهيدروجين في الدقائق الأولى بعد الانفجار الكبير من تبريد الجسيمات دون الذرية.

لم يتكون الأكسجين إلا في وقت لاحق عندما انهارت النجوم الأولى في انفجارات المستعرات الأعظمية.

أدت الحرارة الشديدة لتلك التفاعلات النووية إلى تحويل الهيدروجين والهيليوم إلى عناصر أثقل.

وبعد ذلك تجمع الهيدروجين والأكسجين معًا بفعل الجاذبية في سحابة من الحطام المحيط بالمستعر الأعظم.

على مدى ملايين السنين، أنتج هذا كميات كبيرة من المياه التي ربما بقيت على قيد الحياة لتشكل جزءًا من المجرات الأولى.

اكتشافات رئيسية في بحث البشرية عن حياة فضائية اكتشاف النجوم النابضة

كانت عالمة الفلك البريطانية الدام جوسلين بيل بورنيل أول شخص يكتشف النجم النابض في عام 1967 عندما رصدت نجمًا نابضًا راديويًا.

ومنذ ذلك الحين، تم رصد أنواع أخرى من النجوم النابضة التي تصدر الأشعة السينية وأشعة جاما.

النجوم النابضة هي في الأساس نجوم نيوترونية دوارة شديدة المغناطيسية، ولكن عندما تم اكتشافها لأول مرة كان يُعتقد أنها قد تكون جاءت من كائنات فضائية.

إشارة الراديو "واو!"

في عام 1977، اكتشف عالم فلك يبحث عن حياة فضائية في السماء الليلية فوق ولاية أوهايو إشارة راديو قوية للغاية لدرجة أنه كتب بحماس كلمة "واو!" بجوار بياناته.

ولكن الإثارة لم تدم طويلاً، إذ تساءل علماء آخرون عما إذا كانت عينات النيزك ملوثة. 

كما زعموا أن الحرارة المتولدة عندما تم تفجير الصخور في الفضاء ربما تكون قد خلقت هياكل معدنية يمكن الخلط بينها وبين الحفريات الدقيقة. 

سلوك نجم تابي في عام 2005 

يقع النجم المعروف أيضًا باسم KIC 8462852، على بعد 1400 سنة ضوئية، وقد حير علماء الفلك منذ اكتشافه في عام 2015.

إنه يخفت بمعدل أسرع بكثير من النجوم الأخرى، وهو ما اقترح بعض الخبراء أنه علامة على قيام الكائنات الفضائية بتسخير طاقة النجم.

استبعدت دراسات حديثة احتمال وجود هيكل ضخم غريب، وبدلاً من ذلك اقترحت أن حلقة من الغبار قد تكون سبب الإشارات الغريبة.

الكواكب الخارجية في المنطقة المناسبة للحياة في عام 2017 

وفي فبراير 2017، أعلن علماء الفلك أنهم اكتشفوا نظامًا نجميًا يحتوي على كواكب يمكنها دعم الحياة على بعد 39 سنة ضوئية فقط.

تم اكتشاف سبعة كواكب شبيهة بالأرض تدور حول النجم القزم القريب "ترابيست-1"، ومن الممكن أن تحتوي جميعها على الماء على سطحها، وهو أحد المكونات الرئيسية للحياة.

وتتمتع ثلاثة من الكواكب بظروف جيدة، لدرجة أن العلماء يقولون إن الحياة ربما تطورت بالفعل عليها. 

يزعم الباحثون أنهم سيعرفون ما إذا كانت هناك حياة على أي من الكواكب خلال عقد من الزمن، وقالوا: "هذه مجرد البداية.