ربما تكون المياه الأولى قد تشكلت بشكل مدهش بعد فترة وجيزة من الانفجار الكبير

ربما تكون جزيئات المياه الأولى قد تشكلت من 100 مليون إلى 200 مليون عام فقط بعد انطلاق Big Bang – قبل حتى المجرات الأولى – عملية أدت إلى الحياة على الأرض … وربما في مكان آخر.

بعد فترة وجيزة من الانفجار الكبير ، كانت معظم المسألة في الكون هي الهيدروجين والهيليوم ، مع كميات ضئيلة فقط من العناصر الأخف الأخرى ، مثل الليثيوم. لم تكن العناصر الثقيلة مثل الأكسجين موجودة بعد ، مما يجعل من المستحيل على الماء تشكيله.

اجتمعت هذه العناصر الأولية في النجوم الأولى ، والتي أنتجت بعد ذلك عناصر أثقل من خلال الانصهار النووي بما في ذلك الأوكسجين بشكل حاسم. عندما وصلت هذه النجوم إلى نهاية حياتهم ، انفجروا كأدوات طائرة سوبر ، وأصدروا هذه العناصر الأثقل والسماح للأوكسجين بالخلط والاندماج مع الهيدروجين الموجود مسبقًا لإنشاء H₂س – الماء.

أظهرت الأبحاث السابقة أنه حتى الكميات المنخفضة نسبيًا من الأكسجين المنتجة في النجوم الأولى كان يمكن أن تصنع جزيئات مائية ، ولكن حتى الآن لم يحاك أي شخص ما سيحدث بالضبط عندما ذهب نجم بدائي سوبرنوفا وكيف ستختلط العناصر التي أصدرتها مع البيئة الكونية التي تشكلت فيها النجوم. يقول: “لفعل أي شيء أقل ، فأنت حقًا لا تعرف ما يحدث”.

للتحقيق في هذا ، استخدم Whalen وفريقه نماذج الكمبيوتر لمحاكاة ولادة وموت النجوم الأولى في سياق واقعي. يُعتقد أن هذه النجوم المبكرة تراوحت بين 13 ضعفًا مثل الشمس إلى 200 مرة ، لذا فإن الباحثين على غرار كلا التطرفين.

كما قد تتوقع ، أخرجت النجوم الأكبر المزيد من الأكسجين ، وأنتجت المزيد من الماء ، في شكل غيوم بخار حول كتلة كوكب المشتري ، بينما أنتجت النجوم الأصغر كتلة من المياه الأرضية ، كما يقول والن.

اعتمادًا على كتلة النجم ، وجد الباحثون أن المياه استغرقت ما بين 3 ملايين و 90 مليون سنة لتشكيل بعد انفجارات الطبقات الفائقة ، مما يعني أن جزيئات المياه الأولى تشكلت من 100 مليون إلى 200 مليون عام بعد الانفجار الكبير.

الأهم من ذلك ، أن الفريق وجد أن هذا الماء لم ينتشر ببساطة في جميع أنحاء الكون. بدلاً من ذلك ، تسببت الجاذبية في ذلك وعناصر ثقيلة أخرى تنتجها النجوم الأولى للتجميع معًا. وهذا بدوره يعني أن هذه المجموعات كانت أراضي التكاثر للجيل الثاني من النجوم ، وربما الكواكب الأولى. يقول ويلين: “كانت هذه نتيجة هائلة”.

يقول والين: “هذه الفكرة التي تشكلت المياه التي تشكلت حتى قبل أن تنقلب المجرات بشكل أساسي لعقود من التفكير في متى كانت الحياة قد ظهرت لأول مرة في الكون”. يقول عضو الفريق محمد لطيف في جامعة الإمارات العربية المتحدة إن الباحثين يخططون الآن لمحاكاة ما إذا كان بخار الماء يمكن أن ينجو من الدمار والإشعاع القاسي لتشكيل المجرات الأولى ، مما يعني أن تلك الجزيئات المبكرة قد لا تزال موجودة – ربما على الأرض – اليوم.

يقول آفي لوب من جامعة هارفارد: “كيمياء الحياة كما نعلم أنها تتطلب مياه سائلة ، وأنه لا يمكنك الحصول على كوكب أو بعض الأشياء إلا على سطح مع جو”. كان من الممكن أن يمر الكثير من الوقت قبل أن يكون هذا البخار الأول قد تم تكثيفه في مياه سائلة ، لكن البحث عن نجوم الجيل الثاني-وكواكبهم-باستخدام أدوات مثل تلسكوب جيمس ويب للفضاء سيساعدنا على فهم هذه العملية أكثر وما إذا كانت هذه الكواكب قد تكون ملايين من السنين بعد الانفجار الكبير.