ربما يكون علماء الفلك قد لمحوا أدلة على وجود أكبر النجوم على الإطلاق

يسمح تلسكوب جيمس ويب الفضائي (JWST) لعلماء الفلك بفحص المجرات البعيدة في أقصى حدود الكون المبكر لأول مرة. تحتوي بعض هذه الكواكب على بصمات كيميائية تشير إلى وجود نجوم غريبة فائقة الكتلة تصل كتلتها إلى 10000 مرة كتلة الشمس.

هذه الكائنات العملاقة غريبة لأنه بالنسبة للنجوم الموجودة في الكون القريب، يبدو أن هناك حدًا فطريًا للحجم. يقول ديفيش ناندال من مركز هارفارد سميثسونيان للفيزياء الفلكية في ماساتشوستس: «تعتمد جميع نماذج تطور المجرات لدينا على حقيقة أن النجوم لا يمكن أن تكون كتلتها أكبر من 120 كتلة شمسية أو نحو ذلك». “بالطبع، كانت هناك أفكار نظرية تستكشف النجوم… أضخم من ذلك، ولكن لم تكن هناك أبدًا ملاحظة حقيقية يمكن للمرء أن يشير إليها.”

أي حتى الآن. قام ناندال وزملاؤه بفحص ملاحظات تلسكوب جيمس ويب الفضائي لمجرة بعيدة تسمى GS 3073 ووجدوا كميات عالية بشكل غير عادي من النيتروجين في توقيعاتها الكيميائية. وهذا ليس أمرًا شاذًا تمامًا: فقد شوهدت مستويات عالية من النيتروجين في العديد من المجرات الأخرى على مسافات عالية مماثلة.

ومع ذلك، بالنسبة لمعظم المجرات الأخرى، فإن مستويات النيتروجين ليست عالية بما يكفي لتسبب أي ارتباك، حيث يمكن لأنواع معينة من النجوم العادية نسبيًا والأحداث الكونية الأخرى تفسير ذلك. يقول ناندال إن هذا ليس هو الحال بالنسبة لـ GS 3073. إنه ببساطة يحتوي على الكثير من النيتروجين.

هناك نوع معين من النجوم البدائية المفترضة، يُطلق عليها اسم نجم السكان الثالث، والتي تشير النماذج إلى أنها يمكن أن تنمو بشكل كبير للغاية. وعندما تفعل هذه النجوم ذلك، تظهر عمليات المحاكاة أيضًا أنها يجب أن تشكل كمية من النيتروجين أكثر بكثير من النجوم العادية. حسب ناندال وزملاؤه أن عددًا قليلًا فقط من نجوم المجموعة الثالثة التي تتراوح كتلتها بين 1000 و10000 مرة كتلة الشمس يمكن أن تكون مسؤولة عن النيتروجين الزائد في GS 3073. يقول ناندال: «يُظهر عملنا أقوى دليل حتى الآن على النجوم فائقة الكتلة في المجموعة الثالثة في بداية الكون».

ومع ذلك، يتساءل بعض الباحثين الآخرين عما إذا كانت نجوم المجموعة الثالثة فائقة الكتلة هي الوحيدة المناسبة للبيانات – أو إذا كانت مناسبة تمامًا على الإطلاق. يقول روبرتو مايولينو من جامعة كامبريدج: “يجب أن يرتبط السكان الثالث ببيئة شبه نقية” دون وجود العديد من العناصر الأثقل من الهيليوم. “على العكس من ذلك، مجرة ​​GS 3073 هي مجرة ​​ناضجة كيميائيا إلى حد ما. لذلك لا يبدو أنها تتطابق مع نوع البيئة التي تتوقع أن تجد فيها المجموعة III.”

ومع ذلك، قد تكون هذه مجرد مجرة ​​غريبة، كما يقول جون ريجان من جامعة ماينوث في أيرلندا. يقول: “عندما تكون لدينا ملاحظات عن الكون المبكر، كل ما نراه هو مجرات غريبة حقًا، غريبة حقًا. لذلك من الصعب أن نلتفت ونقول نعم، لكنني لا أتوقع أن تتشكل نجوم فائقة الكتلة لأن ذلك سيكون غريبًا للغاية. حسنًا، لقد قلت للتو أن هذه النجوم غريبة حقًا”.

إذا كانت هذه النجوم الضخمة موجودة بالفعل، فقد يساعد ذلك الباحثين على فهم أصول الثقوب السوداء فائقة الكتلة، والتي توجد في الكون في وقت أبكر بكثير مما ينبغي. إذا تشكلت من نجوم فائقة الكتلة بدلًا من نجوم عادية، فهذا من شأنه أن يمنحها السبق، وهو ما قد يفسر كيفية نموها إلى الأحجام الهائلة التي نراها في فترة زمنية قصيرة نسبيًا.

إن التأكد من أن GS 3073 والمجرات الأخرى الغنية بالنيتروجين في الكون المبكر تحتوي بالفعل على نجوم فائقة الكتلة سيكون أمرًا صعبًا، ومن المحتمل أن يتطلب اكتشاف المزيد من التوقيعات الكيميائية لهذه العمالقة الغريبة. يقول ريجان: “إن تعزيز الحجة المؤيدة لوجودهم أمر صعب للغاية، فمن الصعب جدًا بالنسبة لنا أن يكون لدينا توقيع قاطع”. “لكن هذا التوقيع قوي جدًا.”