اكتب مقالاً عن
في أعماق الفضاء، يظن الإنسان أن البرد يصل إلى حدوده القصوى. لكن العلم يكشف لنا أن الكون أخفى ما هو أبعد من التصور، أماكن تقترب من الصفر المطلق بشكل يكاد يتحدى قوانين الطبيعة نفسها. هناك، حيث تنخفض الحرارة إلى درجات لا يمكن للعقل تخيلها، تبدأ قصة أبرد مكان تم رصده في الكون، قصة تغير نظرتنا لما يعنيه البرد حقاً.
وإذا أردت أن تتخيّل معنى البرد الحقيقي، فهناك حدّ في الفيزياء يُعرف بـ الصفر المطلق، وتبلغ درجته -273.15 درجة مئوية. في هذه النقطة النظرية تتوقف تقريبا كل حركة للجسيمات، وتصل الطاقة إلى أدنى مستوى ممكن، ما يجعلها أبرد حالة يمكن أن تصل إليها المادة في الكون، لكن رغم ذلك، يظل الصفر المطلق حالةً نظرية غير قابلة للوصول عمليا، حتى مع التطور العلمي الهائل. فلا يوجد مكان في الكون يصل فعليا إلى هذه الدرجة تمامًا، رغم أن بعض المناطق تقترب منها بشكل مذهل.
أبرد ما في الفضاء العميق
في الفضاء الخارجي، لا توجد حرارة بالمعنى التقليدي كما على الأرض، بل تعتمد درجة الحرارة على وجود مصادر طاقة مثل النجوم والكواكب والغبار الكوني. وعند الابتعاد عن هذه المصادر، ندخل إلى أعماق الفضاء بين النجوم، حيث لا يبقى سوى أثر خافت جدا من الإشعاع الكوني.
هذا الإشعاع يُعرف باسم إشعاع الخلفية الكونية الميكروي، وهو بقايا الانفجار العظيم، وتبلغ حرارته حوالي 2.7 كلفن، أي ما يعادل تقريبا -270 درجة مئوية. ورغم أن هذه الدرجة شديدة البرودة، إلا أنها ليست الأبرد في الكون.
سديم بوميرانج
في اكتشاف مذهل، وجد العلماء أن هناك جسما كونيا يتجاوز حتى برودة الفضاء العميق، وهو سديم بوميرانج، الواقع على بعد نحو 5000 سنة ضوئية داخل كوكبة قنطورس. هذا السديم هو بقايا نجم في مرحلة احتضاره، حيث فقد طبقاته الخارجية بسرعة كبيرة جدا، ما أدى إلى تمدد الغاز وانخفاض حرارته بشكل غير طبيعي.
درجة حرارة تقترب من المستحيل
بسبب هذه الظروف الفريدة، وصلت حرارة سديم بوميرانج إلى حوالي -272 درجة مئوية، أي أعلى بدرجة واحدة فقط من الصفر المطلق. وبذلك يُعد أبرد جسم معروف في الكون حتى الآن وأكثر الأجسام اقترابًا من الحد الأدنى للحرارة في الفيزياء
كيف وصل إلى هذه البرودة؟
يرجع ذلك إلى فقدان النجم الأم لكتلته بسرعة هائلة، مما أدى إلى قذف الغازات إلى الفضاء وتمدّدها بشكل سريع جدًا.هذا التمدد السريع تسبب في انخفاض شديد في الحرارة، حتى وصل إلى مستويات غير مسبوقة في الكون المعروف.
تقول وكالة الفضاء الأوروبية (ESA): “يُعدّ سديم بوميرانج أحد الأماكن الغريبة في الكون. فدرجة حرارته -272 درجة مئوية [-457.6 درجة فهرنهايت]، أي أنه أعلى بدرجة واحدة فقط من الصفر المطلق (أدنى حد لجميع درجات الحرارة)”.
وأضافت “إنه الجسم الوحيد الذي تم العثور عليه حتى الآن والذي تقل درجة حرارته عن درجة حرارة الإشعاع الخلفي.”
ما هو سديم بوميرانج؟
يعود سبب البرودة الشديدة في سديم بوميرانج إلى طبيعته الفريدة؛ فهو في جوهره بقايا نجم وصل إلى المراحل الأخيرة من حياته، بعد أن استنفد وقوده النووي.
وعلى الرغم من اسم “السديم الكوكبي الفتيّ”، فإن هذا المصطلح قد يكون مضلّلًا، إذ لا علاقة له بالكواكب ولا يشير إلى جسم شاب بالمعنى الحرفي، بل هو تصنيف فلكي لشكل من أشكال بقايا النجوم.
فالنجوم في الأساس ليست سوى كرات هائلة من التفاعلات النووية، تقوم بتحويل الهيدروجين في مركزها إلى طاقة هائلة على شكل حرارة وضوء، وينتج عن ذلك الهيليوم. ومع مرور الزمن ونفاد هذا الوقود، تبدأ هذه العملية بالانهيار تدريجيًا، وكأن اللهب الكوني قد خفت حتى يوشك على الانطفاء.
توضح وكالة ناسا : “في بداية نهاية حياة النجم، ينفد الهيدروجين من نواته اللازمة لتحويله إلى هيليوم. الطاقة الناتجة عن الاندماج النووي تُولّد ضغطًا داخل النجم يُوازن ميل الجاذبية لجذب المادة معًا، فيبدأ النواة بالانكماش. لكن ضغط النواة يزيد أيضًا من درجة حرارتها وضغطها، مما يجعل النجم ينتفخ تدريجيًا.”
تعتمد سرعة هذا التحول ومدى شدته بشكل كبير على كتلة النجم. فالنجوم الأصغر حجماً، مثل شمسنا، تتمدد لتصبح نجماً عملاقاً عند موتها؛ أما النجوم العملاقة أصلاً فقد تصبح غير مستقرة، وتبدأ بالتضخم على فترات عشوائية، مطلقةً غلافها الجوي أثناء ذلك.
لكن مهما كانت النهاية، ففي نهاية المطاف، تتلاشى جميع الطبقات الخارجية للنجم بفعل الرياح النجمية، تاركةً وراءها عادةً فقاعة مستديرة متفجرة في الفضاء. ولهذا السبب تُسمى “السدم الكوكبية”، ليس لأنها ترتبط بالكواكب فعلياً، بل لأنها تميل إلى أن تبدو كروية الشكل، كالكوكب.
لا ينطبق هذا النمط على سديم البوميرانج، فكما يوحي اسمه، لا يبدو كرويًا على الإطلاق. ورغم أن اسمه قد لا يوحي بذلك، إلا أنه لا يشبه البوميرانج أيضًا، ولكن عندما اكتشفه الفلكيان كيث تايلور ومايك سكاروت لأول مرة باستخدام تلسكوب أرضي في أستراليا عام 1980، كان يشبهه نوعًا ما. ليس لأنه تغير شكله، بل لأن تقنيات رصد النجوم الحديثة، وتلسكوب هابل الفضائي تحديدًا، أصبحت أكثر دقةً بكثير في رصد هذه الأجرام.
في ذلك الوقت، “لم يرَ علماء الفلك سوى عدم تناسق طفيف في فصوص السديم، مما يوحي بشكل منحني يشبه شكل البوميرانج”، كما توضح وكالة الفضاء الأوروبية. “وتشير صور هابل عالية الدقة إلى أنه ربما كان من الأفضل تسميته “سديم ربطة العنق”.
لماذا سديم بوميرانج بارد جداً؟
استغرق الأمر 15 عامًا بعد اكتشافه حتى اكتسب هذا السديم الغريب مكانته كـ” القارة القطبية الشرقية” في الكون . في ذلك الوقت، وجّه راغفيندرا ساهي ولارس-أكي نيمان ، عالما الفلك في معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا والمرصد الأوروبي الجنوبي على التوالي، تلسكوبهما نحو السديم لأول مرة، واكتشفا أنه يمتص إشعاع الخلفية الكونية الميكروي وهو أمر مستحيل رياضيًا إلا إذا كان يقذف كمية هائلة من المواد بسرعة فائقة، بحيث لا يحتفظ بأي حرارة لنفسه.
لكن الأمر المثير للاهتمام هو أن سديم بوميرانج ليس السديم الكوكبي الوحيد الذي يقذف كتلة، ولكنه الوحيد الذي يفعل ذلك بمعدلات أسرع من 10 إلى 100 مرة من غيره. من الواضح أن هناك شيئا مميزا يحدث هناك لا يُلاحظ في السدم الأخرى، وعندما أجرى ساهي ونيومان وعالم الفلك ووتر فليمنجز من جامعة تشالمرز للتكنولوجيا دراسة معمقة في عام 2017 ، اكتشفا ماهيته.
قال ساهي، الذي كان آنذاك عالم فلك في مختبر الدفع النفاث التابع لناسا: “لقد قُذف معظم الغلاف النجمي للنجم العملاق الأحمر الضخم إلى الفضاء بسرعات تتجاوز بكثير قدرات نجم عملاق أحمر واحد. والطريقة الوحيدة لقذف هذه الكتلة الهائلة وبهذه السرعات القصوى هي الطاقة الجاذبية لنجمين متفاعلين.”
ولهذا السبب استنتج ساهي وزملاؤه أن سديم بوميرانج ليس مجرد آخر أنفاس نجم يحتضر، بل نجمين: فقد كتبوا أنه “يبدو أنه نتج عن نظام ثنائي متفاعل بقوة، حيث تم قذف جزء كبير جدًا من غلاف النجم الأساسي بينما كان النجم المرافق يدور حلزونيًا نحو لب النجم الأخير”.
هل سيظل سديم بوميرانغ أبرد مكان في الكون؟
يستمر سديم بوميرانج في قذف مادته منذ حوالي 3500 عام، وهي مدة قصيرة جدًا في عالم النجوم. لكن هذا لا يمكن أن يدوم إلى الأبد، وقد أظهرت الملاحظات أنه بدأ بالفعل في التسخين، وفقا لموقع”iflscience”.
يقول علماء الفلك لا ينبغي أن نتوقع استمرار هذه البرودة الشديدة لأكثر من بضعة آلاف من السنين، وهو ما يعني، بالنظر إلى موقع سديم بوميرانج على بُعد 5000 سنة ضوئية منا، أنه ربما يكون قد اختفى بالفعل. ولكن مع زواله السريع تأتي نتيجة أكثر تفاؤلاً وهي أنه في مكان ما هناك، قد يتشكل سديم آخر الآن.
وقال نيمان ” من المحتمل أن تكون هذه المجمدات الكونية العملاقة شائعة جدا في الكون. لكنها لا تستطيع الحفاظ على درجات الحرارة القصوى هذه إلا لفترة قصيرة نسبيًا”.
وأضاف : “نرى هذا الجسم المذهل في فترة مميزة وقصيرة للغاية من حياته”. بعد ذلك، من يدري أين سيكون أبرد مكان.
باللغة العربية لتسهيل قراءته. حدّد المحتوى باستخدام عناوين أو عناوين فرعية مناسبة (h1، h2، h3، h4، h5، h6) واجعله فريدًا. احذف العنوان. يجب أن يكون المقال فريدًا فقط، ولا أريد إضافة أي معلومات إضافية أو نص جاهز، مثل: “هذه المقالة عبارة عن إعادة صياغة”: أو “هذا المحتوى عبارة عن إعادة صياغة”:
