تمكن تعاون دولي لعلماء الفلك، باستخدام تلسكوب جيمس ويب الفضائي القوي، من تحديد أقدم وأبعد مستعر أعظم تم تسجيله على الإطلاق. حدث الانفجار النجمي الضخم عندما كان عمر الكون 730 مليون سنة فقط، أي ما يقرب من 5٪ من عمره الحالي. ويحطم هذا الاكتشاف الرقم القياسي السابق للمستعر الأعظم المكتشف في كون عمره 1.8 مليار سنة.
ارتبط هذا الحدث، المصنف تحت اسم GRB 250314A، بانفجار أشعة جاما، وهي واحدة من أكثر الظواهر المعروفة نشاطًا. وقدمت عملية الرصد بيانات غير مسبوقة عن موت النجوم الضخمة في الكون المبكر، وكشفت تفاصيل تتحدى بعض توقعات العلماء حول الأجيال الأولى من النجوم.
بالإضافة إلى التقاط الضوء من المستعر الأعظم نفسه، حصل جيمس ويب، لأول مرة في مثل هذا الحدث البعيد، على صور واضحة للمجرة المضيفة. يقدم هذا التصور المباشر لمحة نادرة عن البيئات المجرية التي كانت موجودة في وقت مبكر من التاريخ الكوني، مما يفتح نافذة جديدة لدراسة تطور النجوم والمجرات.
المطاردة الكونية التي جمعت التلسكوبات العالمية معًا
كان اكتشاف الحدث عبارة عن جهد منسق أظهر مرونة وقدرات علم الفلك الحديث. بدأ كل شيء في 14 مارس 2025، عندما أصدر القمر الصناعي الفرنسي الصيني SVOM (مراقب الأجسام المتغيرة الفلكية متعدد النطاقات الفضائي)، الذي تم إطلاقه في عام 2024، تنبيهًا حول انفجار مكثف لأشعة جاما. يعد هذا النوع من التنبيه أمرًا بالغ الأهمية لأن هذه الأحداث لا تستمر سوى بضع ثوانٍ أو دقائق، مما يتطلب استجابة فورية من المراصد حول العالم لالتقاط الضوء المتبقي، المعروف باسم “الشفق”.
وفي أقل من ساعتين، وجه مرصد نيل جيرلز سويفت التابع لناسا أدواته نحو المنطقة وحدد موقع مصدر الأشعة السينية المرتبط بالانفجار. وبوجود الموقع الدقيق في متناول اليد، اكتشف التلسكوب البصري الشمالي، الموجود في جزر الكناري، شفقًا بالأشعة تحت الحمراء، وهو مؤشر قوي على أن الحدث قد يكون بعيدًا للغاية، حيث يؤدي توسع الكون إلى انحناء الضوء إلى أطوال موجية أطول. وبعد ساعات، أجرى التلسكوب الكبير جدا (VLT)، في تشيلي، قياسات طيفية أكدت المسافة، مما يضع الانفجار في عصر الكون المبكر. وجاء التأكيد النهائي بعد أشهر، في يوليو 2025، عندما تم توجيه جيمس ويب إلى الموقع وحددت كاميرته التي تعمل بالأشعة تحت الحمراء (NIRCam) نقطة الضوء الخافتة الحمراء الصادرة عن المستعر الأعظم، والتي وصلت إلى أقصى سطوع لها خلال هذه الفترة.
ما هو الحدث GRB 250314A
إن انفجارات أشعة جاما (GRBs) هي أكثر الأحداث الكهرومغناطيسية سطوعًا التي تحدث في الكون. إنها تطلق في بضع ثوان نفس كمية الطاقة التي ستنبعث منها الشمس طوال حياتها البالغة 10 مليارات سنة. وتنقسم هذه الظواهر بشكل أساسي إلى فئتين: تلك قصيرة المدة، المرتبطة باندماج النجوم النيوترونية، وتلك طويلة الأمد.
إن حدث GRB 250314A هو انفجار GRB طويل الأمد، ويرتبط نظريًا بانهيار قلب نجم ضخم للغاية، تبلغ كتلته عشرات أضعاف كتلة شمسنا. عندما ينفد الوقود النووي من نجم بهذا الحجم، ينهار قلبه تحت تأثير جاذبيته، مكونًا ثقبًا أسود أو نجمًا نيوترونيًا.
يؤدي هذا الانهيار العنيف إلى إطلاق نفاثات من المادة بسرعات قريبة من سرعة الضوء. عندما تتفاعل هذه التدفقات مع المواد المحيطة بها، فإنها تنتج انبعاثًا مكثفًا لأشعة جاما. في الوقت نفسه، يتم طرد الطبقات الخارجية للنجم في انفجار كارثي، والذي لاحظه علماء الفلك على أنه مستعر أعظم.
الميزات المدهشة للانفجار البدائي
كانت إحدى أكبر المفاجآت للباحثين هي التشابه الملحوظ بين هذه المستعرات الأعظم البدائية وتلك التي تحدث في الكون الأقرب والأحدث. وتنبأت النظريات بأن النجوم الأولى، التي تشكلت من الهيدروجين النقي والهيليوم في الانفجار الكبير، ستكون مختلفة تماما عن نجوم اليوم، التي تحتوي على عناصر أثقل.
كان من المتوقع أن تكون هذه النجوم المبكرة أكثر ضخامة ولها عمر أقصر، وأن انفجاراتها سيكون لها بصمات كيميائية وفيزيائية مميزة. ومع ذلك، كشف تحليل الطيف الضوئي للمستعر الأعظم GRB 250314A عن أنماط وتركيب كيميائي متوافق بشكل مدهش مع انهيارات النجوم الحديثة.
تشير البيانات إلى أن الانفجار أدى إلى تكوين بقايا ثقب أسود، وهو سيناريو شائع في المستعرات الأعظم المرتبطة بـ GRBs الطويلة اليوم. يشير هذا النقص في الاختلافات الجذرية إلى أن الآليات الأساسية التي تحكم موت النجوم الضخمة ربما تكون قد تأسست في وقت مبكر جدًا من تاريخ الكون.
يشير هذا الاكتشاف إلى أن عمليات التخصيب الكيميائي للكون، والتي تلعب فيها المستعرات الأعظم دورًا حاسمًا من خلال نشر العناصر الثقيلة، ربما عملت بشكل ثابت طوال الخط الزمني الكوني بأكمله تقريبًا، وهي معلومات حيوية لفهم كيفية نشوء ظروف الحياة.
الصورة الأولى لمثل هذه المجرة المضيفة البعيدة
ربما كان الإنجاز الأكثر أهمية في عملية الرصد، إلى جانب المستعر الأعظم نفسه، هو قدرة جيمس ويب على تحديد المجرة التي انفجر فيها النجم. لقد أتاحت حساسية التلسكوب التي لا مثيل لها في طيف الأشعة تحت الحمراء اختراق حجاب الزمن والمسافة للكشف عن موطن هذا النجم البدائي. في صور ويب، تظهر المجرة كجسم خافت ومضغوط للغاية، لا يشغل سوى عدد قليل من البكسلات، لكن اكتشافها يعد علامة فارقة في علم الفلك خارج المجرة. لأول مرة، أصبح بإمكان العلماء دراسة بيئة المستعر الأعظم الذي حدث قبل أكثر من 13 مليار سنة بشكل مباشر. ويشير التحليل الأولي إلى أنها مجرة منخفضة الكتلة ذات نشاط مكثف لتكوين النجوم، وهو شكل متوقع للمجرات الأولى التي تشكلت في الكون. إن مراقبة هذه “المدن النجمية” في مهدها تسمح لنا باختبار نماذج لكيفية نمو المجرات وتطورها، بدءًا من مجموعات صغيرة من النجوم إلى الهياكل الحلزونية والإهليلجية الضخمة التي نراها اليوم. إن القدرة على دراسة كيمياء وديناميكيات هذه المجرات المبكرة ستوفر أدلة أساسية حول ما يسمى “الفجر الكوني”، وهي الفترة التي أضاءت فيها المصادر الأولى للضوء الكون وأنهت عصوره المظلمة.
ظاهرة نادرة للغاية
يعد اكتشاف انفجارات أشعة جاما في المليار سنة الأولى من عمر الكون حدثًا نادرًا للغاية. وخلال أكثر من 50 عامًا من دراسة هذه الظواهر، لم يتم تأكيد سوى عدد قليل منها في هذا النطاق البعيد. ترجع هذه الندرة إلى المسافة الشاسعة وإلى حقيقة أن الكون كان مكانًا مختلفًا تمامًا، مع عدد أقل من النجوم الضخمة بشكل عام.
حدود جديدة لعلم الفلك
تمثل المراقبة الناجحة لـ GRB 250314A تقدمًا كبيرًا، مما يؤكد صحة استراتيجية المراقبة التي يمكن تكرارها للعثور على المزيد من هذه الأحداث البدائية ودراستها. وقد حصلت فرق البحث بالفعل على الموافقة لاستخدام وقت جيمس ويب لمراقبة انفجارات أشعة جاما في المستقبل البعيد، مع التركيز على التحليل التفصيلي لتوهجاتها.
ستساعد هذه التحقيقات المستقبلية في بناء إحصاء للنجوم الضخمة الأولى ورسم خريطة لتوزيع العناصر الثقيلة في الكون الشاب. وسيسمح كل اكتشاف جديد للعلماء بتحسين نماذج التطور النجمي والمجري، مما يجعل البشرية أقرب إلى الفهم الكامل لأصولها الكونية وظهور المكونات الضرورية للحياة.
