حقوق الصورة: Harvard CfA
تتنبأ حسابات جديدة قام بها زوج من علماء الفلك في جامعة هارفارد بأن النجوم "الشبيهة بالشمس" الأولى في الكون كانت وحدها. تخلو من الكواكب أو الحياة. بعد أن انفجرت على شكل مستعرات أعظمية وبذرت الكون بمواد أثقل ، تشكلت نجوم أخرى في مشاتل نجمي. ربما كان الجيل القادم من النجوم مشابهًا في كتلته وتكوينه مع شمسنا ، ولكن لم يكن هناك ما يكفي من المعادن لإنشاء كواكب صخرية مثل الأرض. استغرق الأمر سلسلة من المستعرات الأعظمية قبل أن يكون هناك ما يكفي من المواد الثقيلة التي يمكن أن تشكلها الكواكب - ربما بعد 500 مليون إلى ملياري سنة بعد الانفجار العظيم.
بالنسبة لمعظم الناس ، فإن عبارة "نجمة تشبه الشمس" تستدعي إلى الذهن صور نجمة صفراء ودودة مصحوبة بحاشية من الكواكب يمكن أن تكون قادرة على رعاية الحياة. لكن الحسابات الجديدة التي قام بها علماء الفلك في جامعة هارفارد فولكر بروم وأبراهام لوب (مركز هارفارد سميثسونيان للفيزياء الفلكية) ، والتي تم الإعلان عنها اليوم في الاجتماع 203 للجمعية الفلكية الأمريكية في أتلانتا ، تظهر أن أول النجوم الشبيهة بالشمس كانت عبارة عن أجرام وحيدة تتحرك عبر كون خالي من الكواكب أو الحياة.
يقول لوب: "انفتحت نافذة الحياة في وقت ما بين 500 مليون وملياري سنة بعد الانفجار العظيم". "قبل مليارات السنين ، كانت النجوم الأولى منخفضة الكتلة أماكن وحيدة. إن سبب عزلة الشباب هو جزء لا يتجزأ من تاريخ كوننا ".
في البداية
لم يكن الجيل الأول من النجوم على الإطلاق مثل شمسنا. لقد كانت نجومًا بيضاء ساخنة ضخمة لم تدم طويلًا. احترقت لبضعة ملايين من السنين فقط ، وانهارت وانفجرت على أنها مستعرات عظمى رائعة. بدأت تلك النجوم الأولى عملية البذر في الكون ، ونشرت العناصر الحيوية مثل الكربون والأكسجين ، التي كانت بمثابة لبنات بناء الكواكب.
يقول بروم: "في السابق ، مع لارس هيرنكويست وناوكي يوشيدا (أيضًا في وكالة CfA) ، قمت بمحاكاة انفجارات السوبرنوفا الأولى لحساب تطورها ومقدار العناصر الثقيلة (العناصر الأثقل من الهيدروجين أو الهيليوم) التي تنتجها". "الآن ، في هذا العمل ، قررنا أنا وآفي لوب أن الجيل الأعظم من المستعر الأعظم من الجيل الأول يمكنه إنتاج عناصر ثقيلة كافية لتمكين أول النجوم الشبيهة بالشمس من التكوين."
أظهر بروم ولوب أن العديد من نجوم الجيل الثاني لها أحجام وكتل ، وبالتالي درجات حرارة مماثلة لشمسنا. نتجت هذه الخصائص عن تأثير التبريد للكربون والأكسجين عندما تشكلت النجوم. حتى الكميات الأولية المنخفضة التي تصل إلى واحد من عشرة آلاف الموجودة في الشمس أثبتت أنها كافية للسماح بتوليد النجوم الأصغر وذات الكتلة المنخفضة مثل شمسنا.
ومع ذلك ، فإن هذه الوفرة المنخفضة تمنع الكواكب الصخرية من التكون حول تلك النجوم الأولى الشبيهة بالشمس بسبب نقص المواد الخام. فقط عندما عاشت أجيال أخرى من النجوم ، ماتت ، وأغنت الوسط النجمي بالعناصر الثقيلة ، أصبح ولادة الكواكب ، والحياة نفسها ، ممكنة.
يقول لوب بشكل قاطع: "الحياة ظاهرة حديثة". "نحن نعلم أن الأمر استغرق العديد من انفجارات السوبرنوفا لجعل جميع العناصر الثقيلة التي نجدها هنا على الأرض وفي شمسنا وأجسادنا."
تؤكد الأدلة الملاحظة الأخيرة ما توصلوا إليه. وجدت دراسات الكواكب المعروفة خارج المجموعة الشمسية وجود علاقة قوية بين وجود الكواكب ووفرة العناصر الثقيلة ("المعادن") في نجومها. أي أن النجم ذو المعدن العالي والعناصر الثقيلة من المرجح أن يمتلك كواكب. على العكس من ذلك ، كلما انخفضت معدنية النجم ، قل احتمال امتلاك الكواكب.
"لقد بدأنا الآن للتو في التحقيق في عتبة المعدن لتشكيل الكوكب ، لذلك من الصعب تحديد متى يتم فتح نافذة الحياة بالضبط. ولكن من الواضح أننا محظوظون لأن معدنية المادة التي ولدت نظامنا الشمسي كانت عالية بما يكفي لتشكيل الأرض "، كما يقول بروم. "نحن مدينون بوجودنا بطريقة مباشرة للغاية لجميع النجوم التي سبقت حياتها وموتها تكوين شمسنا. وبدأت هذه العملية مباشرة بعد الإنفجار الكبير مع النجوم الأولى. مع تطور الكون ، صنف نفسه تدريجياً بكل العناصر الثقيلة اللازمة لتكوين الكواكب والحياة. وهكذا ، كان تطور الكون عملية خطوة بخطوة أدت إلى نجم G-2 مستقر قادر على الحفاظ على الحياة. نجم نسميه الشمس ".
المصدر الأصلي: بيان صحفي من جامعة هارفارد CfA
