التعلم الآلي.. كيف يساهم في العثور على كواكب شبيهة بالأرض؟
تاريخ النشر: 5th, June 2024 GMT
كشفت دراسة حديثة نُشِرت في مجلة "أسترونومي آند أستروفيزيكس"، عن قدرة الذكاء الاصطناعي والتعلّم الآلي على مساعدة علماء الفلك في البحث عن كواكب بعيدة شبيهة بالأرض.
وكان فريق بحثي طوّر خوارزمية مصممة لاكتشاف الكواكب التي تقع خارج المجموعة الشمسية ويُطلق عليها الكواكب الخارجية، وذلك باستخدام "التحليل الطيفي الدوبلري"، أو كما تُعرف بدراسة السرعة الشعاعية للكواكب.
وتعد هذه التقنية إحدى الآليات المستخدمة للعثور على كواكب بعيدة، وتكمن صعوبة استخدامها للنشاط النجمي في شدّة السطوع والتوهجات في النجوم المجاورة.
وتسلط الدراسة الضوء على أنّ التعلم الآلي يُعد أحد أكثر الأدوات كفاءة ونجاحا في التعامل مع كميات كبيرة من البيانات في المجالات العلمية، وخاصة الفضاء. ووضع الباحثون عدّة خوارزميات تقوم على التعلم الآلي لتصفية وتقليل أثر نشاط النجوم الذي من شأنه أن يُحدث ضجيجا وتشويشا على حركة الكواكب التي تدور حولها.
وتعد الميزة الكبرى وراء التعلم الآلي أنّ النموذج المقترح يحتوي مجموعة كبيرة من المتغيرات، ولديه قدرة على التنبؤ بدرجة عالية من الدقة بناء على البيانات التي يعرضها للتمرين والتدريب.
وطبّق الباحثون خوارزميتهم على قاعدة بيانات لثلاثة نجوم: الشمس، ونجم "ألفا سنتوري بي" (رجل قنطورس)، ونجم "تاو قيطس". ويبعد نجم "ألفا سنتوري بي" نحو 4.3 سنوات ضوئية، وهو أقرب النجوم إلى المجموعة الشمسية. أما نجم "تاو سيتي" فيقع على مسافة نحو 12 سنة ضوئية من الأرض.
ومن خلال إدراج إشارات مزيفة لعدة كواكب في الخوارزمية لغرض اختبارها، اكتشف الباحثون قدرة النموذج على تحديد تلك الكواكب المزيفة على نطاقات مدارية مختلفة. فعلى مستوى الأرض تمكنوا من تحديد الكواكب التي تمتلك فترة مدارية تتراوح بين 10 و550 يوما حول الشمس، وبين 10 و300 يوم للكواكب التي تدور حول "ألفا سنتوري بي"، وبين 10 و350 يوما للكواكب التي تدور حول "تاو سيتي". ويوضح ذلك مدى فعالية الخورازمية للتعامل مع نجوم مختلفة بأنماط مدارية متفاوتة.
وخلصت الدراسة إلى أنّ الباحثين طوّروا آلية للتعامل مع توهج النجوم وضوئها الساطع للعثور على الكواكب ذات الكتل الصغيرة والتي لها فترات مدارية تقع ضمن النطاق الصالح الحياة، وهو المنطقة التي يضمن بها الكوكب استقبال كميات مناسبة من الطاقة والضوء.
وتهدف مهمة تلسكوب الفضاء "بلاتو" التابع لوكالة الفضاء الأوروبية، إلى مسح ما يصل إلى مليون نجم بحثا عن الكواكب الخارجية الشبيهة بالأرض عن طريق تقنية "العبور الفلكي"، ومن المقرر إطلاقه في عام 2026.
وبالتزامن مع ذلك، تساهم هذه الدراسة في تعزيز مهمة "بلاتو" في العثور على الكواكب الخارجية الصالحة للحياة. علمًا بأن وكالة الفضاء الأميركية "ناسا" أعلنت عن وجود 5632 كوكبا خارجيا رُصدت بشكل مباشر، وتطمح للعثور على المزيد.
المصدر: الجزيرة
كلمات دلالية: حريات التعلم الآلی
إقرأ أيضاً:
علماء الفلك يكتشفون مجرة أحفورية تبعد عن الأرض 3 مليارات سنة ضوئية
دبي، الإمارات العربية المتحدة (CNN) -- تمكّن علماء الفلك من رصد مجرّة حافظت على حالتها من دون تغيير لمدة 7 مليارات سنة، ما يتيح لمحة نادرة عن تاريخ الكون ويضيف إلى مجموعة غامضة من الأجرام تُعرف باسم "المجرات الأحفورية" أو "مجرات البقايا".
تُعد هذه الظواهر الفضائية الغريبة مجرات خرجت عن المسار التطوري المتوقع لها بعد مرحلة أولى من تكوّن النجوم بكثافة. وعلى عكس المجرات الأخرى التي تستمر في التوسع والاندماج مع بعضها البعض، تبقى المجرات الأحفورية شبه خاملة. وكأنها كبسولات زمنية كونية، تُوفر لمحة عن الكون القديم وتتيح لعلماء الفلك دراسة آليات تشكُّل المجرات.
أما المجرة الأحفورية المكتشفة حديثًا، التي أُطلق عليها اسم KiDS J0842+0059، فهي تبعد حوالي 3 مليارات سنة ضوئية عن الأرض، ما يجعلها الأبعد من نوعها والأولى التي تُرصد خارج "الكون المحلي"، وهي منطقة من الفضاء أقرب إلى الأرض، والتي يبلغ نصف قطرها نحو مليار سنة ضوئية.
وقد تم اكتشافها بواسطة فريق من علماء الفلك بقيادة المعهد الوطني الإيطالي للفيزياء الفلكية، باستخدام صور عالية الدقة من تلسكوب "المنظار الثنائي الكبير" في ولاية أريزونا الأمريكية.
أفاد كريشينزو تورتورا، وهو الباحث في المعهد الوطني للفيزياء الفلكية، والمؤلف الأول لدراسة حول هذا الاكتشاف نُشرت في 31 مايو/آيار في دورية Monthly Notices of the Royal Astronomical Society (الإشعارات الشهرية للجمعية الملكية الفلكية) أن "المجرات الأثرية، وبمحض الصدفة، لم تندمج مع أي مجرة أخرى، وبقيت سليمة إلى حدٍّ ما عبر الزمن. هذه الأجسام نادرة جدًا، لأن احتمال اندماجها مع مجرة أخرى يزداد بشكل طبيعي مع مرور الوقت".
مضغوطة جدًا..ضخمة جدًايعتقد علماء الفلك أن المجرات الأكثر ضخامة تتكوَّن على مرحلتين، وفقًا لما أوضحته الكاتبة المشاركة في الدراسة، كيارا سبينيلو، الباحثة في جامعة أكسفورد بالمملكة المتحدة.
وقالت: "في البداية، هناك اندفاع مبكر في تكوّن النجوم، وهو نشاط سريع وعنيف للغاية". وأضافت: "نحصل في النهاية على جسم مضغوط وصغير جدًا، وهو السلف لهذا الأثر الباقي (المجرة الأحفورية)".
أما المرحلة الثانية، بحسب قولها، فهي عملية طويلة الأمد تبدأ عندما تبدأ المجرّات القريبة من بعضها البعض بالتفاعل، والاندماج، وابتلاع بعضها البعض، ما يؤدي إلى تغيّر كبير في أشكالها وأحجامها وعدد نجومها.
وأوضحت سبينيلو: "نُعرِّف الأثر الباقي (المجرة الأحفورية) بأنه الجسم الذي تخطى تقريبًا هذه المرحلة الثانية، بحيث كوَّن ما لا يقل عن 75% من كتلته في المرحلة الأولى".
تتمثل السمة المميزة للمجرّات الأحفورية في أنها قديمة جدًا، ومضغوطة، وكثيفة للغاية، أكثر بكثير من مجرّتنا.
وقالت إنها "تحتوي على (مليارات) من النجوم التي تساوي كتلة الشمس، لكنها لا تنتج أي نجوم جديدة، فهي لا تفعل شيئًا فعليًا، وتُعد بمثابة سجلات أحفورية للكون القديم جدًا".
وأضافت: "لقد تشكّلت عندما كان عمر الكون صغيرًا جدًا، ولأسباب لا نفهمها حتى الآن، لم تتفاعل. ولم تندمج مع أنظمة أخرى. وتطورت من دون إزعاج، وبقيت على حالها".
من جانبه، أشار ميشيل كابيلاري، وهو أستاذ الفيزياء الفلكية في جامعة أكسفورد والذي لم يشارك في الدراسة إلى أن المجرات الأحفورية مهمة للغاية لأنها تمثّل رابطًا مباشرًا مع عدد ضخم من المجرات التي وُجدت قبل مليارات السنين".
وأضاف: "باعتبارها 'أحفوريات حية'، فقد نجت من عمليات الاندماج والفوضى التي شهدتها غالبية المجرات الضخمة الأخرى. ودراستها تتيح لنا إعادة بناء ظروف الكون في بداياته وفهم الانفجارات الأولية لتكوّن النجوم".
ولفت كابيلاري إلى أن السؤال الرئيسي يتمثل بالتالي: ما الذي تسبب في توقّف هذه المجرّات عن تشكيل النجوم بشكل مفاجئ؟
وقال: "تشير الأدلة من الملاحظات المحلية والبعيدة إلى أن التغذية الراجعة من الثقوب السوداء فائقة الكتلة قد تكون السبب وراء ذلك. فهذه الثقوب السوداء قادرة على إنتاج رياح قوية تطرد أو تسخّن الغاز داخل المجرة، ما يمنع تكوّن النجوم مجددًا. ومع ذلك، لا تزال هذه المسألة مجالًا نشطًا للبحث العلمي".
مستقبل غير مؤكداكتشف العلماء مجرة KiDS J0842+0059 لأول مرة في عام 2018 باستخدام تلسكوب المسح VLT الموجود في مرصد بارانال في تشيلي. وقد أظهرت تلك الملاحظة أن المجرة كانت مأهولة بنجوم قديمة جدًا، لكنها قدّمت فقط تقديرًا لكتلتها وحجمها، ما استدعى إجراء ملاحظة أكثر تفصيلًا لتأكيد كونها مجرة أثرية.
وقد استخدم المقراب الثنائي الكبير (Large Binocular Telescope) لهذا الغرض، ويتمتع بقدرة عالية على التقاط صور دقيقة بفضل تقنيته التي تعوّض عن الاضطرابات الجوية، وهي ظاهرة يمكن أن تجعل من الصعب على التلسكوبات الأرضية التركيز على الأجسام البعيدة.
تنضم المجرّة الأحفورية المكتشفة حديثًا إلى مجموعة صغيرة من المجرّات الأخرى التي تمت دراستها بنفس مستوى التفاصيل، وقد تم تأكيد وجود المجرة الأكثر نقاءً - والتي تسمى NGC 1277 - بواسطة تلسكوب هابل الفضائي في عام 2018.
تتشابه مجرّتي NGC 1277 وKiDS J0842+0059 إلى حد كبير، لكن الأخيرة أبعد بكثير عن الأرض. وبحسب ما قالته سبينيلو، فهي تندرج تقريبًا بشكل مثالي تحت تعريف المجرة الأحفورية.
قالت سبينيلو: "هذا ما نطلق عليه اسم أحفورة كونية متطرفة، لأن تقريبًا كل نجومها — أو 99.5% منها — تشكلت في وقت مبكر جدًا من عمر الكون، ولم تفعل المجرة شيئًا يُذكر بعد ذلك".
ولفتت إلى أن المجرة الأحفورية تحتوي على نجوم وكواكب، مثل مجرّتنا، لكنها أكثر كثافة بكثير.
وأضافت: "ستكون هناك الكثير من النجوم في حجم صغير جدًا، لذلك ستكون مزدحمة للغاية. وسيكون من الصعب جدًا العثور على أنظمة شمسية مثل نظامنا، يحتوي على العديد من الكواكب التي تدور حول نجم واحد، فقط بسبب احتمال وجود نجوم قريبة تؤثر على ذلك".
تبدو مجرّة KiDS J0842+0059 للمراقبين كما كانت عليه قبل 3 مليارات سنة، لأن هذا هو الوقت الذي يستغرقه ضوء المجرّة للوصول إلى الأرض.
تفترض سبينيلو أن هذه الأحفورة ستبقى على حالها إلى الأبد، لكنها أوضحت أن العلماء لا يستطيعون الجزم بذلك، لأنهم لا يعرفون حتى الآن ما الذي يمنعها من التفاعل مع المجرات الأخرى.
وأضافت سبينيلو: "لابد أن هناك شيئًا يمنعها من الاندماج مع غيرها، لكن طالما أننا لا نعرف ما هو، فلا يمكننا فعليًا التنبؤ بما قد يحدث في المستقبل".
كوكب الأرضنشر الخميس، 10 يوليو / تموز 2025تابعونا عبرسياسة الخصوصيةشروط الخدمةملفات تعريف الارتباطخيارات الإعلاناتCNN الاقتصاديةمن نحنالأرشيف© 2025 Cable News Network. A Warner Bros. Discovery Company. All Rights Reserved.
رسائل طمأنينة للمواطنين| المركزي يثبت الفائدة تأكيدا لتراجع التضخم.. خبير يوضح