ربما تكون المياه في الكون قد تشكلت في وقت أقرب إلى الانفجار العظيم مما كان يُعتقد سابقًا

يعلم الجميع أن هناك ماء في الكون، ولكنك قد تتفاجأ عندما تعلم أن الماء ظهر قبل وقت طويل من المتوقع، وخاصة بالقرب من الانفجار الكبير.

متى ظهرت الحياة كما نعرفها لأول مرة في الكون؟

نحن لا نعرف على وجه اليقين، ولكن الإجابة ترتبط ارتباطًا وثيقًا بوقت ظهور الماء لأول مرة في الكون - وتشير المحاكاة الجديدة إلى أن الجيل الأول من النجوم التي ساعدت في تشكيل مثل هذه المياه المانحة للحياة جاء بعد 100 مليون إلى 200 مليون سنة فقط من الانفجار الكبير. وهذا يدفع التقديرات السابقة إلى الوراء أكثر من 500 مليون سنة.

وتشير النتائج إلى أنه إذا نجت بعض هذه المياه المبكرة من الفوضى "الساخنة" لتشكل المجرات المبكرة، فمن الممكن أن يتم امتصاصها في الكواكب حديثة الولادة، مما قد يؤدي إلى عوالم صالحة للحياة تحتوي على كميات وفيرة من المياه بعد بضع مئات الملايين من السنين فقط من الانفجار الكبير. كل هذا له علاقة بقصة كيف بدأت الحياة في الكون.

أظهرت الملاحظات السابقة من مصفوف أتاكاما الكبير للمليمتر/تحت المليمتر (ALMA) في تشيلي أن الماء كان موجودًا منذ حوالي 780 مليون عام بعد الانفجار الكبير، عندما كان الكون الشاب مليئًا بالهيدروجين الخفيف والهيليوم إلى جانب كميات صغيرة من الليثيوم. شكلت هذه العناصر الجيل الأول من النجوم، والمعروفة لدى علماء الفلك باسم نجوم المجموعة الثالثة، والتي كانت ضخمة للغاية - عشرات أو حتى مئات المرات كتلة شمسنا - وكانت لها أعمار طويلة قبل أن تموت على شكل مستعرات أعظم. تتشكل العديد من العناصر الثقيلة في الكون، بما في ذلك الأكسجين، داخل هذه النجوم من خلال التفاعلات النووية، وتنتشر في الفضاء عندما تموت، حيث يتم دمجها بعد ذلك في الجيل التالي من النجوم.

لتحديد متى تشكلت المياه لأول مرة في الكون، استخدم الفريق نماذج رقمية لتتبع حياة نجمين من الجيل المبكر: أحدهما أضخم من شمسنا بـ 13 مرة، والآخر أضخم بـ 200 مرة. كان النجم الافتراضي الأصغر موجودًا لمدة 12.2 مليون عام قبل أن يموت في انفجار مستعر أعظم، مطلقًا حوالي 0.051 كتلة شمسية (حوالي 17000 كتلة أرضية) من الأكسجين في الفضاء المحيط. أحرق النجم المحاكى الأكبر حجمًا وقوده لمدة 2.6 مليون عام فقط قبل أن يواجه نهايته الانفجارية، مطلقًا 55 مليون كتلة شمسية (أكثر من 18 مليون كتلة أرضية) في الفضاء.

تظهر المحاكاة أنه عندما تشع الموجات الصدمية من كل مستعر أعظم إلى الخارج، فإن التقلبات المضطربة في الكثافة تخلق تموجات تتسبب في تكثف بعض الغاز إلى كتل كثيفة. من المرجح أن تكون هذه الكتل المتبقية، الغنية بالمعادن بما في ذلك الأكسجين الذي قذفته المستعرات العظمى، مواقع رئيسية لتشكل المياه في جميع أنحاء الكون المبكر.

تقع المياه في الأجزاء الأكثر كثافة من السحابة، وبالتالي تكون محمية من التدمير بواسطة الإشعاع القاسي القادم من النجوم القريبة. ومع ذلك، نظر الفريق في أبسط الحالات حيث يتشكل نجم واحد فقط في كل مجموعة، في حين تشير المحاكاة النظرية إلى أن أنظمة النجوم المتعددة هي القاعدة؛ أكثر من نصف النجوم في السماء لها نجم شقيق واحد أو أكثر. إن وجود المزيد من النجوم القريبة يعني مجموعات أكثر كثافة وغنية بالمياه، ولكن أيضًا المزيد من الإشعاع.

هذه هي الأسئلة الأولى التي يحاول علماء الفضاء الإجابة عليها، ولكنهم بحاجة إلى المزيد من الأشخاص للبحث بشكل أعمق في هذا الموضوع واستكشافه بمزيد من التفصيل.