عالم مصري يشارك في مهمة ناسا لاستكشاف أسرار ولادة النجوم وموتها والثقوب السوداء

من المؤسسات البحثية الأمريكية إلى آفاق الاكتشافات الكونية.. العالم الأمريكي من أصل مصري يشارك في تطوير تلسكوب «يوفيكس» الفضائي، الذي يستهدف رسم خريطة غير مسبوقة للسماء بالأشعة فوق البنفسجية، ورصد ملايين المجرات وتتبع أعنف الأحداث في الكون

في إنجاز علمي جديد يعكس الحضور المصري في ميادين البحث العلمي العالمية، يشارك عالم الفيزياء الفلكية الأمريكي من أصل مصري كريم البدري، الأستاذ المشارك لعلم الفلك في معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا (كالتيك)، في واحدة من المهام الفضائية الطموحة لوكالة الفضاء الأمريكية «ناسا»، والتي تستهدف استكشاف أسرار ولادة النجوم وتطورها ونهاياتها، ورصد بعض أعنف الظواهر التي يشهدها الكون.

وتأتي مشاركة البدري في مشروع التلسكوب الفضائي «مستكشف الأشعة فوق البنفسجية» (UVEX)، المقرر إطلاقه عام 2031، امتدادًا لمسيرة بحثية متخصصة في دراسة النجوم الثنائية والثقوب السوداء والنجوم النيوترونية وتطور الأجرام النجمية، كما تمثل نموذجًا لمساهمات العلماء من أصول عربية في دفع حدود المعرفة العلمية والتقدم التكنولوجي عبر المؤسسات البحثية الأمريكية.

ولا تقتصر أهمية هذا الحضور على مشاركة عالم مصري الأصل في مشروع فضائي دولي، بل تمتد إلى طبيعة الدور العلمي الذي يؤديه البدري في فهم ظواهر كونية معقدة، وتطوير أدوات تحليل البيانات الفلكية الهائلة التي تنتجها المراصد الحديثة، بما يتيح للباحثين الوصول إلى اكتشافات لم تكن ممكنة بالوسائل التقليدية.

ويُعد البدري من الباحثين البارزين في مجال الفيزياء الفلكية، وقد حصل على زمالة مؤسسة ماك آرثر لعام 2025، المعروفة باسم «منحة العباقرة»، تقديرًا لأبحاثه التي تتناول كيفية تشكل النجوم وتطورها وتفاعلها، واستفادته من قواعد البيانات الفلكية والنماذج النظرية لدراسة الأنظمة النجمية الثنائية والثقوب السوداء والنجوم النيوترونية وغيرها من الأجرام.

وأسهمت قدرته على استخراج معلومات علمية من الكميات الضخمة من البيانات التي تنتجها بعثات الرصد الفضائي في تحقيق اكتشافات متعددة، من بينها تحديد ثقوب سوداء خاملة لم تكن معروفة من قبل داخل مجرتنا، ورصد فئات جديدة من النجوم والأنظمة النجمية المتفاعلة.

يوفيكس.. تلسكوب يرسم خريطة جديدة للسماء

يُطور التلسكوب الفضائي «يوفيكس»، الذي تبلغ تكلفته نحو 590 مليون دولار، فريق علمي بقيادة معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا، بالتعاون مع وكالة «ناسا»، ليكون أول مرصد فضائي مصمم لإنتاج خرائط عميقة للسماء بأكملها باستخدام الأشعة فوق البنفسجية.

ويمثل هذا المشروع إضافة مهمة إلى قدرات الرصد الفلكي، إذ سيتيح دراسة جوانب من الكون لا تظهر بوضوح في الصور الملتقطة بالضوء المرئي، أو يصعب رصدها باستخدام الأطوال الموجية الأخرى.

ويستهدف التلسكوب اكتشاف ملايين المجرات الصغيرة والخافتة، ومراقبة انفجارات المستعرات العظمى واندماجات النجوم النيوترونية، فضلًا عن دراسة أنواع من النجوم فقدت أغلفتها الخارجية، وهي من المجالات التي يشارك كريم البدري في أبحاثها ضمن الفريق العلمي للمهمة.

وتنبع أهمية الأشعة فوق البنفسجية من قدرتها على إظهار الظواهر المرتبطة بالنجوم الشابة والساخنة، والمناطق التي تشهد نشاطًا مكثفًا في تكوين النجوم، بما يوفر للعلماء معلومات إضافية عن تطور المجرات ودورة حياة الأجرام النجمية.

ومن المنتظر أن يسهم «يوفيكس» في تطوير فهم العلماء للكون على مستويات متعددة، بدءًا من المجرات الصغيرة القريبة، وصولًا إلى آثار اندماج النجوم النيوترونية والانفجارات الكونية العنيفة.

ملايين المجرات الخافتة.. الأشعة فوق البنفسجية تكشف ما لا يظهر بالضوء المرئي

يعتمد التلسكوب على مستشعرات تصوير متطورة يصنعها معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا، تتمتع بحساسية مرتفعة للأشعة فوق البنفسجية، وتمنحه القدرة على اكتشاف ملايين المجرات الصغيرة والخافتة، بما فيها مجرات قريبة نسبيًا من مجرتنا درب التبانة.

وتحتوي هذه المجرات على أعداد من النجوم حديثة الولادة التي تصدر كميات كبيرة من الأشعة فوق البنفسجية، ما يجعل رصدها بهذا النطاق من الضوء أكثر فاعلية من الاعتماد على الصور المرئية وحدها.

وتكمن إحدى المشكلات التي تواجه العلماء في أن بعض المجرات الصغيرة القريبة قد تبدو في الضوء المرئي شبيهة بمجرات بعيدة، وهو ما يجعل تحديد طبيعتها ومسافاتها أكثر صعوبة. لكن الرصد بالأشعة فوق البنفسجية سيمنح الباحثين وسيلة إضافية للتمييز بينها، من خلال دراسة خصائص الإشعاع الصادر عن نجومها.

وبذلك لن يقتصر دور التلسكوب على زيادة عدد المجرات المرصودة، بل سيمتد إلى تقديم معلومات أكثر دقة عن طبيعة هذه المجرات ومكوناتها، ومعدلات تشكل النجوم داخلها، ومراحل تطورها.

نجوم فقدت أغلفتها الخارجية.. نافذة على أعماق الأجرام النجمية

ومن بين الأهداف العلمية المهمة لمهمة «يوفيكس» البحث عن نجوم زرقاء فقدت طبقاتها الخارجية الغنية بالهيدروجين، بعدما انتزعتها نجوم مرافقة تدور حولها ضمن أنظمة نجمية ثنائية.

وتوفر هذه النجوم فرصة نادرة لدراسة الطبقات الداخلية للأجرام النجمية، التي تظل عادة محجوبة خلف الأغلفة الخارجية، ما يجعل فهم بنيتها وتطورها أمرًا بالغ الصعوبة باستخدام وسائل الرصد التقليدية.

وفي هذا السياق، أوضح كريم البدري أن التلسكوب الجديد سيتيح للعلماء رؤية ما بداخل هذه النجوم، مشيرًا إلى أن المعرفة الحالية بهذه الفئة لا تزال محدودة، بينما يتوقع أن يتمكن «يوفيكس» من اكتشاف مئات منها.

ويمثل هذا الجانب من المهمة أهمية خاصة لفهم كيفية تبادل المادة والطاقة بين النجوم الثنائية، وتأثير التفاعلات الجاذبية المتبادلة في تطور كل نجم، فضلًا عن الكشف عن المراحل التي قد تقود بعض الأنظمة النجمية إلى أحداث شديدة العنف، مثل الانفجارات النجمية أو اندماج الأجرام فائقة الكثافة.

مطاردة الانفجارات التي تصنع عناصر الكون

ولا تقتصر مهمة «يوفيكس» على دراسة ولادة النجوم ومراحل تطورها، بل تمتد إلى رصد المراحل النهائية من حياتها، خاصة انفجارات المستعرات العظمى، التي تحدث عندما تنهار نوى بعض النجوم الضخمة بعد استنفاد وقودها النووي.

وتؤدي هذه الانفجارات دورًا أساسيًا في تطور الكون، إذ تقذف العناصر الكيميائية التي تكونت داخل النجوم إلى الفضاء، لتدخل لاحقًا في تكوين أجيال جديدة من النجوم والكواكب.

وبهذا المعنى، فإن دراسة الانفجارات النجمية لا تساعد فقط على فهم نهاية حياة بعض النجوم، بل تكشف أيضًا عن العمليات التي أسهمت في تشكيل العناصر والمواد التي يتكون منها الكون، بما فيها العناصر الموجودة في الكواكب.

ومن الظواهر الأخرى التي سيعمل التلسكوب على رصدها اندماج النجوم النيوترونية، وهي بقايا شديدة الكثافة تتكون بعد انهيار بعض النجوم الضخمة، وقد تتركز داخلها كتلة تقارب كتلة الشمس أو تتجاوزها في جسم لا يزيد قطره على نحو 20 كيلومترًا.

وتكتسب هذه الاندماجات أهمية استثنائية لأنها توفر ظروفًا فيزيائية بالغة التطرف، تسمح بتكوين عناصر ثقيلة مثل الذهب والفضة والبلاتين، وهو ما يجعل دراستها ضرورية لفهم أصول هذه العناصر وانتشارها في الكون.

وتقدم بقايا المستعر الأعظم «PA 30» مثالًا على أهمية دراسة هذه الأحداث، إذ يُعتقد أنها نتجت عن انفجار نجمي رُصد تاريخيًا عام 1181، وفق سجلات فلكية صينية ويابانية وعربية تحدثت عن ظهور نجم جديد في السماء لمدة 185 يومًا.
ويرجح العلماء أن هذا الانفجار غير المعتاد، المصنف ضمن المستعرات العظمى من النوع Iax، نتج عن اندماج قزمين أبيضين، إلا أن تفاصيل ما حدث لا تزال موضع دراسة.

وتُظهر هذه البقايا خيوطًا شعاعية مميزة، يُعتقد أنها تشكلت بفعل الرياح القوية الصادرة عن نجم مركزي شديد الحرارة، فيما يبلغ قطر العقد الشبيهة باللآلئ التي تنتظم على هذه الخيوط نحو أربعة أيام ضوئية.

وتوضح هذه الظاهرة كيف يمكن للأرصاد الحديثة أن تعيد فتح ألغاز فلكية تعود إلى قرون، وأن تربط بين السجلات التاريخية والمشاهدات العلمية المعاصرة لفهم طبيعة الانفجارات النجمية.

رصد سريع للأحداث الكونية العنيفة

ويكتشف العلماء حاليًا بعض أحداث اندماج النجوم النيوترونية وغيرها من الظواهر الكونية العنيفة باستخدام موجات الجاذبية، ثم يحاولون متابعة آثارها من خلال التلسكوبات الفضائية والأرضية.

ومن المنتظر أن يضيف «يوفيكس» قدرة مهمة إلى هذه الجهود، من خلال توفير رصد سريع بالأشعة فوق البنفسجية، يساعد على دراسة المراحل الأولى التي تلي عمليات الاندماج، ورصد التغيرات التي تحدث في الأجرام الناتجة عنها.

وتكمن أهمية سرعة الاستجابة في أن بعض الظواهر الفلكية العابرة تحدث وتتغير خلال فترات زمنية قصيرة، ما يجعل التقاط مراحلها الأولى أمرًا حاسمًا لفهم طبيعتها والعمليات الفيزيائية المصاحبة لها.

وعلى الرغم من امتلاك تلسكوب «هابل» الفضائي قدرات للرصد بالأشعة فوق البنفسجية، فإنه لا يستطيع التحول بالسرعة المطلوبة لمتابعة بعض الأحداث المفاجئة، بينما صُمم «يوفيكس» للاستجابة لهذه الظواهر بسرعة أكبر، بما يعزز فرص رصدها منذ مراحلها المبكرة.

يوفيكس ضمن جيل جديد من مراصد استكشاف الكون

ومن المقرر أن ينضم التلسكوب إلى مجموعة من المراصد الحديثة التي تعمل على رسم خرائط الكون ودراسة مكوناته باستخدام أطوال موجية مختلفة، من بينها تلسكوب «سفيركس» (SPHEREx) التابع لناسا، الذي يرصد الكون بالأشعة تحت الحمراء، ومرصد «فيرا روبين»، الذي يمسح السماء الجنوبية باستخدام الضوء المرئي.

وتتيح هذه المراصد، من خلال تكامل قدراتها، تكوين صورة أكثر شمولًا للكون، إذ يكشف كل نطاق من الطيف الكهرومغناطيسي جوانب مختلفة من الأجرام والظواهر الفلكية.

فبينما يساعد الضوء المرئي على رصد المجرات والأجرام المضيئة، توفر الأشعة تحت الحمراء معلومات عن مصادر الإشعاع والمواد الكونية التي قد يصعب رصدها في أطوال موجية أخرى، فيما تتيح الأشعة فوق البنفسجية تتبع النجوم الساخنة والحديثة التكوين والظواهر المرتبطة بالنشاط النجمي.

ومن هنا، فإن القيمة العلمية لمهمة «يوفيكس» لا ترتبط فقط بما ستكتشفه من مجرات ونجوم، بل بما ستضيفه إلى منظومة الرصد العالمية من بيانات جديدة يمكن مقارنتها بمشاهدات المراصد الأخرى، بما يعزز قدرة العلماء على اختبار النظريات المتعلقة بتطور النجوم والمجرات وبنية الكون.

اكتشافات لم تكن في الحسبان

ورغم وضوح الأهداف العلمية للمهمة، فإن أحد أهم جوانبها قد يتمثل في الظواهر التي لم يتوقع العلماء رصدها بعد.

فالتجارب الفلكية السابقة أظهرت أن مراقبة السماء باستخدام نطاق جديد من الأطوال الموجية تفتح المجال أمام اكتشاف أجسام وأنماط من النشاط الكوني لم تكن معروفة، أو لم تكن قابلة للرصد بالوسائل المتاحة سابقًا.

وهذا ما يمنح «يوفيكس» أهمية تتجاوز أهدافه المحددة، إذ يمكن أن تقود البيانات التي سينتجها إلى أسئلة علمية جديدة، وتفتح مسارات بحثية لم تكن مطروحة قبل إطلاقه.

ويؤكد كريم البدري، أن مراقبة الكون باستخدام طول موجي جديد تكشف دائمًا ظواهر غير متوقعة، وهو ما يجعل الاكتشافات غير المخطط لها مسبقًا جزءًا أساسيًا من القيمة العلمية للمهمة.

وبالنسبة إلى مصر، فإن مشاركة عالم من أصول مصرية في مشروع بهذا الحجم تمثل مناسبة للاحتفاء بالحضور المصري في منظومة البحث العلمي العالمية، وتسلط الضوء على إسهامات العلماء ذوي الجذور المصرية والعربية في تطوير المعرفة والتكنولوجيا داخل المؤسسات العلمية الدولية.

كما تقدم تجربة البدري نموذجًا لأهمية الاستثمار في العقول والبحث العلمي، وقدرة الباحثين على تحويل البيانات والتقنيات المتقدمة إلى اكتشافات توسع حدود فهم الإنسان للكون، وتؤكد أن أثر العلماء لا تقيده الحدود الجغرافية، وأن الجذور العلمية والثقافية يمكن أن تكون جزءًا من مسيرة عالمية تصنع مستقبل المعرفة.