يشكل الماء 70% من سطح كوكب الأرض، إلا أن العلماء ما زالوا غير متفقين على المصدر الحقيقي للمياه على الأرض.
ويقول علماء من جامعة بورتسموث أنهم اكتشفوا أصول الماء في اللحظات الأولى من عمر الكون.
ويشيرون إلى أن الماء تشكل لأول مرة في حطام انفجارات المستعرات الأعظمية بعد حوالي 100 إلى 200 مليون سنة من الانفجار الكبير.
وتشير هذه النتائج إلى أن مكونات الحياة على الأرض كانت موجودة قبل مليارات السنين قبل ما كان يعتقد سابقا.
وباستخدام المحاكاة الحاسوبية، أظهر الباحثون أن الماء قد تشكل عندما ماتت النجوم الأولى في الكون وانهارت إلى مستعرات أعظمية.
ومع تبريد الأكسجين الناتج عن هذه الانفجارات واختلاطه بالهيدروجين المحيط به، أصبح الماء قادراً على التكون في كتل المواد المتبقية.
ومن المرجح أيضًا أن تكون هذه الأنوية الكثيفة المليئة بالغبار هي المصدر الأكثر احتمالًا للمادة التي تشكل الكواكب الأولى.
ودون الدكتور دانييل ويلان وزملاؤه: "بالإضافة إلى الكشف عن أن العنصر الأساسي للحياة كان موجودًا بالفعل في الكون منذ 100 إلى 200 مليون سنة بعد الانفجار الكبير، تظهر محاكاتنا أن الماء كان على الأرجح مكونًا رئيسيًا للمجرات الأولى".
كيف تشكل الماء في الكون؟
يتكون الماء من عنصرين: الهيدروجين والأكسجين.
تشكل الهيدروجين في الدقائق الأولى بعد الانفجار الكبير من تبريد الجسيمات دون الذرية.
لم يتكون الأكسجين إلا في وقت لاحق عندما انهارت النجوم الأولى في انفجارات المستعرات الأعظمية.
أدت الحرارة الشديدة لتلك التفاعلات النووية إلى تحويل الهيدروجين والهيليوم إلى عناصر أثقل.
وبعد ذلك تجمع الهيدروجين والأكسجين معًا بفعل الجاذبية في سحابة من الحطام المحيط بالمستعر الأعظم.
على مدى ملايين السنين، أنتج هذا كميات كبيرة من المياه التي ربما بقيت على قيد الحياة لتشكل جزءًا من المجرات الأولى.
نموذج لما يمكن أن يحدث
وفي بحثهم المنشور في مجلة Nature Astronomy، وضع الباحثون نموذجا لما يمكن أن يحدث في أعقاب انفجار مستعر أعظم - الأول لنجم كتلته 13 ضعف كتلة الشمس والثاني لنجم كتلته 200 ضعف كتلة الشمس.
أظهرت هذه المحاكاة أن المستعر الأعظم الأول والثاني أنتج 0.051 كتلة شمسية من الأكسجين و 55 كتلة شمسية من الأكسجين على التوالي.
بعد الانفجار، تنطلق سحابة من الهيدروجين والأكسجين إلى هالة هائلة تحيط ببقايا النجم حيث تبدأ في الاتحاد لتكوين الماء.
في البداية، تعني الكثافة المنخفضة للهالة أن مستويات المياه تظل منخفضة إلى حد ما، ولكن عندما تبدأ الهالة في التكتل مع بعضها البعض بفعل الجاذبية، تبدأ مستويات المياه في الارتفاع بشكل كبير.
بعد مرور ما بين 30 إلى 90 مليون سنة، أنتج المستعر الأعظم الأصغر ما يعادل واحد على مائة مليون إلى واحد على مليون من كتلة الشمس من الماء.
وفي الوقت نفسه، أنتج الانفجار الثاني الكبير 0.001 كتلة شمسية من الماء بعد 3 ملايين سنة فقط.
وإذا كان بإمكان هذه المياه أن تنجو من عملية تشكيل المجرات العنيفة، فقد تكون واحدة من المكونات الرئيسية للمجرات الأولى.
كواكب أخرى صالحة للحياة
وما يجعل هذا الاكتشاف مثيرا للاهتمام بشكل خاص هو أنه قد يفسر كيفية وصول الماء إلى الكواكب الصالحة للحياة مثل الأرض.
من المرجح أن تكون "النوى السحابية الجزيئية" الكثيفة التي تشكل فيها المياه بوفرة هي أصل الأقراص الكوكبية الأولية، وسحب الغبار الدوامية التي تشكل الكواكب، والنجوم ذات الكتلة المنخفضة مثل شمسنا.
يكتب الباحثون: "كانت هذه الأقراص غنية بشكل كبير بالمياه البدائية، إلى كسور كتلة أكبر بمقدار 10 إلى 30 مرة من تلك الموجودة في السحب المنتشرة في مجرة درب التبانة في قلب المستعر الأعظم CC، وإلى عامل أقل بقليل فقط من تلك الموجودة في النظام الشمسي اليوم".
إن الكمية الكبيرة من الماء والفرصة الكبيرة لتكوّن نجم منخفض الكتلة تثير احتمالية تكوّن كواكب تحتوي على ماء سائل في أعقاب انفجارات المستعرات الأعظمية الأولى.
ويعني هذا أن الشرط الأساسي للحياة ربما يكون قد تحقق قبل مليارات السنين من الوقت الذي كان العلماء يعتقدون فيه في السابق.