شذوذ الكبريت: نجم B[e] فائق العملقة كمفاعل كيميائي ضوئي
اكتشف علماء الفلك لأول مرة كيمياء كبريتية معقدة (جزيئات SO و SO₂) بالقرب من نجم B[e] العملاق — وهو نوع نادر من النجوم الضخمة المحاطة بقرص غبار. كان يُعتقد أن الأشعة فوق البنفسجية القوية المنبعثة من هذه الأجسام تدمر الجزيئات بالكامل، لكن بيانات تلسكوب ألما (ALMA) أظهرت العكس. تشير النمذجة إلى أن التركيز العالي لثاني أكسيد الكبريت (SO₂) ناتج عن كيمياء سريعة غير متوازنة، استمرت نحو 10,000 عام فقط. وكانت المفاجأة الكبرى هي النظائر غير الطبيعية للكبريت، التي تذكرنا بالعمليات في الغلاف الجوي القديم للأرض — وربما أثرت مثل هذه النجوم على التركيب النظائري للكبريت في السجل الجيولوجي.
النجوم الضخمة هي عمالقة كونية، تعيش حياتها تحت لواء طاقة لا تُقهر. عندما يدخل مثل هذا النجم مرحلة نجم B[e] فائق العملقة، يصبح إشعاعه قويًا لدرجة أنه يبدو قادرًا على تفكيك أي جزيء إلى ذرات. الخطوط الطيفية، التي نظمها ذات يوم يوهان بالمر، تتوهج هنا بشراسة خاصة. لكن الطبيعة، مثل نحات متقلب المزاج، تمسك بيدها ليس مطرقة بل منحتًا فوق بنفسجي — وبدلاً من الفوضى تخلق أشكالاً رشيقة. هذا ما اكتشفه علماء الفلك حين وجهوا هوائيات ALMA نحو HD 87643، النجم الذي يتأرجح على حافة مستعر أعظم، الذي تنبأ به فريتز زفيكي.
في نطاق المليمتر، أضاء طيف النجم بخطوط لم يتوقعها أحد. فبالإضافة إلى أول أكسيد الكربون CO المعتاد، رصدت الأجهزة SO، SO₂، OCS وحتى النظير ³³SO. وتبين أن محتوى ثاني أكسيد الكبريت هائل: حيث حُبس كل الكبريت المتاح تقريبًا في هذا الجزيء — بلغ التركيز 1.1×10⁻⁵، وهو قريب من الوفرة الكونية الكاملة للعنصر. عادةً ما تكون هذه الصورة مميزة للنوى الحارة للسحب الجزيئية، وليس لأغلفة النجوم فائقة العملقة. وقد أظهرت النمذجة الكيميائية أن هذه الدرجة العالية من المعالجة تتطلب زمنًا يقارب 10⁴ سنة — وهو بالضبط الوقت الذي يمضيه النجم في هذه المرحلة غير المستقرة قبل أن يصبح مستعرًا أعظمًا.
سبب هذا الانحراف هو التجزؤ المستقل عن الكتلة. فالإشعاع القاسي من النجم يدمر بشكل انتقائي الجزيء الأندر ³³SO₂ أسرع من ³²SO₂، مما يُشبع الوسط بالنظير ³³S في تكوين SO. وهذه الآلية نفسها تركت آثارًا في صخور العصر الأركي على الأرض، مما يلمح إلى أن عمليات كيميائية ضوئية مماثلة ربما حدثت في الغلاف الجوي ما قبل الحيوي لكوكبنا. وهكذا، يصبح HD 87643 مختبرًا طبيعيًا يمكننا فيه رصد الكيمياء التي قد تكون أساسية لنشأة الحياة، في الزمن الحقيقي. وكما توقعت مارغريت بوربيدج، فإن النجوم الضخمة هي المصانع الرئيسية للعناصر، ونحن الآن نرى أنها لا تنثر فقط الهيدروجين والهيليوم، بل تقيم عروضًا معقدة بمشاركة الكبريت.
يقلب هذا الاكتشاف العقائد القديمة. فالمجال فوق البنفسجي المكثف لا يدمر بالضرورة الكيمياء، بل يمكن أن يطلق دورات كيميائية ضوئية فريدة، مكونًا مركبات ما كانت لتتكون لولاه. في المستقبل، سيسمح رسم الخرائط الطيفي المفصل عالي الدقة بفصل إشعاع القرص عن الغلاف، واختبار النماذج وفهم مدى شيوع هذه الصورة لنجوم B[e] الأخرى. إننا نقف على أعتاب فهم كيف أن العمالقة الضخمة، عندما تنفجر، تُغني الكون ليس فقط برماد عنصري، بل بتركيبات جزيئية معقدة قد تكون بذورًا لكواكب مستقبلية، وربما للحياة.
🎯 جزيء SO₂، الذي نربطه عادةً برائحة عود الثقاب المشتعل، يملأ فضاءً يمتد لآلاف الوحدات الفلكية. لو تمكنا من «شم» هذه السحابة، لوجدناها تفوح برائحة تجمع بين الغازات البركانية والكبريت المحترق — لكن في الفراغ الكوني لا تنتقل الروائح.
🎬 ظلت فكرة الحياة الكبريتية تثير خيال كتّاب الخيال العلمي طويلاً: ففي مسلسل «ستار تريك» تقدم حلقة «الشيطان في الظلام» مخلوقًا قائمًا على السيليكون والكبريت، وفي رواية آرثر كلارك «2010: أوديسة اثنان» تُناقش إمكانية كيمياء حيوية قائمة على حمض الكبريتيك. اكتشاف «مصنع كبريت» حقيقي حول نجم حقيقي يجعل مثل هذه الفرضيات أقل خيالية بقليل.