قد يكون أهم إكسير للحياة قد تشكل خلال 200 مليون سنة من الانفجار العظيم، وفقًا لأبحاث جديدة. كانت الظروف اللازمة لإنتاج الماء تُعتبر غير متوفرة في هذه المرحلة المبكرة لأن العناصر الأثقل مثل الأكسجين كانت نادرة، لكن المحاكاة الجديدة تشير إلى أن الكون الفتي كان يمكن أن يكون رطبًا بالفعل.
قام عالم الكونيات دانيال وايلن من جامعة بورتسموث في المملكة المتحدة وزملاؤه بإعادة إنشاء انفجارات نجمين افتراضيًا باستخدام معايير الكون المبكر، ووجدوا أن الوسائل اللازمة لصنع الماء كانت موجودة بالفعل بعد 100 مليون سنة فقط من انفجار الكون إلى الوجود.
يوضح الفيديو أدناه الغازات المكونة من الهيدروجين والهيليوم والليثيوم الناتجة عن الانفجار العظيم وهي تتجمع لتشكل النجوم الأولى، مطلقةً عناصر أثقل مثل الأكسجين إلى الكون خلال موتها الانفجاري:
“تشير محاكاةنا إلى أن الماء كان موجودًا في المجرات الأولية بسبب تكوينه السابق في هالاتها المكونة”، كما كتب الباحثون في ورقتهم.
اليوم، تحتوي النجوم الغنية بالمعادن على وفرة من الأكسجين في نواتها، لكن النجوم الأولى كانت مصنوعة تقريبًا بالكامل من الهيدروجين والهيليوم. ومن المحتمل أن هذه النجوم المبكرة احترقت بسرعة وبحرارة عالية، مما جعل الأمر صعباً على علماء الفلك لالتقاط آثارها، ولكن البيانات الجديدة من تلسكوب جيمس ويب قد كشفت للتو عن أول دليل مباشر على وجودها.
قام وايلن وفريقه بمحاكاة انفجار هذه النجوم المبكرة؛ واحدة منها تعادل 13 مرة وأخرى 200 مرة كتلة شمسنا.
خلال الثانية الأولى من السوبرنوفا الافتراضية، كانت درجات الحرارة والضغوط مرتفعة بما يكفي لدمج المزيد من غازات النجم السابقة لتكوين الأكسجين. وبعد هذا الكارثة الكونية، بدأت الغازات المشحونة التي تم طردها وتمتد لمسافة تصل إلى 1630 سنة ضوئية بالتبريد.
حدث التبريد السريع بشكل أسرع مما تجمعت فيه المواد، مما تسبب في اقتران جزيئات الهيدروجين المؤينة وتشكيل العنصر الآخر الرئيسي للماء: الهيدروجين الجزيئي (H₂).
بينما تحركت هذه الجسيمات حول بعضها البعض وخاصةً في المناطق الأكثر كثافة داخل هالات السوبرنوفا ، تصادمت كميات كافية من الأكسجين مع الهيدروجين لجعل الكون رطباً.
علاوة على ذلك ، فإن تلك الكتل الأكثر كثافة المتبقية بعد السوبرنوفا ، والتي تحتوي على تركيزات أعلى من المعادن ، يُحتمل أيضًا أنها ستصبح مواقع للجيل التالي من النجوم المليئة بالعناصر الثقيلة وتشكيل الكواكب المستقبلية ، كما يشتبه الباحثون.
“يمكن أن يؤدي محتوى المعادن الأعلى… نظريًا إلى تشكيل كواكب صخرية صغيرة داخل الأقراص الأولية للكواكب مع نجوم منخفضة الكتلة”، يقول وايلن وفريقه.
هذا يعني أنه يمكن للكواكب المحتملة أيضًا احتواء الماء.
كما يوضح الباحثون أنه قد تتشكل عدة نجوم معًا في نفس المنطقة. “إذا كان الأمر كذلك ، فقد تحدث عدة انفجارات سوبرنوفا وتتداخل ضمن الهالة”، يشرح وايلن وزملاؤه. “قد تؤدي عدة انفجارات إلى إنتاج نوى أكثر كثافة وبالتالي المزيد من المواقع لتكوين وتركيز الماء داخل الهالة”.
في المناطق التي تكون فيها غازات الهالة قليلة ، ستدمر الانفجارات المتعددة المياه المتكونة؛ ولكن داخل النوى السحابية الأكثر كثافة ، فإن H₂O لديها فرصة أكبر للبقاء حياً بفضل الغبار الذي يحميها من الإشعاع.
تشير حسابات الفريق إلى أن كمية المياه المنتجة بواسطة أقدم المجرات قد تكون أقل بعشر مرات فقط مما نشاهده اليوم في مجرتنا ، مما يشير إلى أحد مكونات الحياة الرئيسية كان متوفر بكثرة منذ زمن بعيد جدًا.
تم نشر هذا البحث في مجلة “Nature Astronomy”.
