تختلف المجرات في الفضاء الخارجي في أحجامها، بناءً على كمية الكواكب والنجوم التي تتكون منها.
وبدورها تختلف النجوم أيضاً من حيث طبيعة المواد التي تكونت منها منذ بداية وجودها.
وقد حيرت النجوم الغنية بالذهب، العلماء والباحثين لسنوات عديدة إلى أن تم كشف فريق من الباحثين من جامعة نوتردام وجامعة توهوكو عن “مسقط رأسها”.
وتعرف النجوم “الغنية بالذهب” بأنها النجوم التي تحتوي على وفرة من العناصر الثقيلة غير الحديد، بما في ذلك “عناصر متجر المجوهرات”، الذهب والبلاتين، بحسب بحث نُشر في المجلة الشهرية Royal Astronomical Society.
وقد اكتشف العلماء المئات من النجوم الغنية بالذهب بواسطة أحدث التلسكوبات في جميع أنحاء العالم.
وكان اللغز بشأنها هو متى وأين وكيف تشكلت هذه النجوم في تاريخ درب التبانة، المجرة التي نعيش فيها.
ووجد الفريق أن معظم النجوم الغنية بالذهب تشكلت في مجرات سلفية (بدائية/أولية، سابقة) صغيرة من مجرة درب التبانة منذ أكثر من 10 مليارات سنة، ما سلط الضوء على ماضي النجوم لأول مرة.
ومن أجل الوصول إلى هذا الاستنتاج، تتبع الفريق تشكيل مجرة درب التبانة من الانفجار العظيم حتى الوقت الحاضر بمحاكاة عددية.
وتتمتع هذه المحاكاة بأعلى دقة زمنية تم تحقيقها حتى الآن – ويمكنها تحديد دورة المواد التي تكونتها النجوم في مجرة درب التبانة بدقة.
وتم إنتاج المحاكاة على مدى عدة أشهر باستخدام الكمبيوتر العملاق ATERUI II في مركز العلوم الحسابية في المرصد الفلكي الوطني في اليابان.
وقد مكّنت المحاكاة الباحثين من تحليل تشكل النجوم الغنية بالذهب في مجرة درب التبانة لأول مرة. ويتنبأ علم الكونيات القياسي الذي استخدمته المحاكاة بأن مجرة درب التبانة نمت عن طريق تراكم واندماج المجرات السلفية الصغيرة.
وكشفت بيانات المحاكاة أن بعض المجرات السلفية، التي كانت موجودة منذ أكثر من 10 مليارات سنة، تحتوي على كميات كبيرة من أثقل العناصر.
والعناصر الأثقل من الحديد، مثل الذهب والبلاتين، تأتي من نوع من اندماج النجوم النيوترونية (عندما تصطدم نواتا نجمين يحتضران)، يعرف باسم عملية التقاط النيوترونات السريعة (العملية آر)، والتي يُعتقد أنها شائعة في المجرات الصغيرة.
وكل حدث من اندماج النجوم النيوترونية، وهو موقع مؤكد لتخليق نواة عنصر ثقيل، يزيد من وفرة أثقل العناصر في هذه المجرات الصغيرة.
وبشكل أوضح، عند مماتها تطلق النجوم العناصر الثقيلة التي أنشأتها في الفضاء حيث يمكن إعادة دمج العناصر في الجيل التالي من الأجسام، تماماً مثل الكواكب، حيث تدمج النجوم الجديدة العناصر الثقيلة الصادرة عن الأجيال السابقة.
ولقد تشكلت النجوم الغنية بالذهب في هذه المجرات، ويمكن مقارنة وفرتها المتوقعة مع ملاحظات النجوم اليوم.
ويقول يوتاكا هيراي، من جامعة توهوكو: “تخبرنا النجوم الغنية بالذهب اليوم بتاريخ مجرة درب التبانة.
فقد وجدنا أن معظم النجوم الغنية بالذهب تتشكل في مجرات قزمة منذ أكثر من 10 مليارات سنة.
وهذه المجرات القديمة هي لبنات في بناء درب التبانة.
والنتائج التي توصلنا إليها تعني أن العديد من النجوم الغنية بالذهب التي نراها اليوم هي السجلات الأحفورية لتشكيل مجرة درب التبانة منذ أكثر من 10 مليارات سنة”.
ويضيف: “المقارنة مع عمليات المحاكاة والملاحظات في مجرة درب التبانة تفتح طريقاً جديداً لاستخراج السجلات الأحفورية للنجوم”.
إذ أن الدراسات العلمية القائمة لمعرفة بدايات تشكل مجرة درب التبانة ليست بالأمر الجديد، لكن هذه المواد ستقودنا إلى تطور أكبر.
