تعاونت أنثروبيك مع علماء الفلك لإكمال أول خريطة كاملة للأشعة فوق البنفسجية للسماء بأكملها

الملخص:

نشرت أنثروبيك مدونة علمية: استخدم برايس مينارد، عالم الفيزياء الفلكية في جامعة جونز هوبكنز (وهو أيضًا باحث في أنثروبيك)، منضدة البحث العلمي الخاصة به كلود ساينس لعمل أول خريطة كاملة للأشعة فوق البنفسجية للسماء بأكملها. في هذه الخريطة

لم تتم رؤية حوالي ثلث السماء من قبل بواسطة أي تلسكوب يعمل بالأشعة فوق البنفسجية، وقد تنبأ بها كلود

بحسب البيان الرسمي، فقد استغرق إنجاز هذا العمل بضعة أسابيع. استغرق الأمر بضعة أيام بمساعدة كلود، وكان مينارد مشغولاً بمشاريع أخرى هذه الأيام. يا له من AI4S المميز

خريطة الأشعة فوق البنفسجية طوال اليوم

لماذا توجد قطعة مفقودة من الأشعة فوق البنفسجية

عندما يتلقى مينارد دروسًا في الفيزياء الفلكية، غالبًا ما يبدأ بإظهار كيف تبدو السماء نفسها في نطاقات أطوال موجية مختلفة: في الضوء المرئي، توجد النجوم بشكل أساسي؛ وفي الأشعة تحت الحمراء، تتوهج جزيئات الغبار الموجودة في حزام درب التبانة؛ وفي الراديو تتلاشى النجوم والغبار، ويظهر الهيدروجين، المادة الخام لصنع النجوم؛ وفي الأشعة السينية، ظواهر مثل انفجارات النجوم وتصاعد المادة إلى الثقوب السوداء

الضوء المرئي والأشعة تحت الحمراء والراديو

هناك الكثير من المعلومات التي تستحق الاستكشاف في الضوء فوق البنفسجي، مثل الغبار المضاء بضوء النجوم، ومن السحب المحيطة بالنجوم الشابة، إلى الحلقات التي خلفتها انفجارات النجوم...

ولكن في كل مرة يتحدث فيها المقرر عن ذلك، قال مينارد إنه يجب عليه دائمًا الاعتذار أولاً، لأن خريطة الأشعة فوق البنفسجية الحالية ستحتوي دائمًا على منطقة فارغة، وستمتص طبقة الأوزون الموجودة في الغلاف الجوي الأشعة فوق البنفسجية. وحتى عند الرصد من الفضاء، فإن العديد من التلسكوبات لن ترصد سوى منطقة واحدة من السماء

تأتي أكبر بيانات الرصد هنا من القمر الصناعي GALEX لمسح الأشعة فوق البنفسجية التابع لناسا، والذي التقط حوالي 38000 صورة بين عامي 2003 و2013، والتي تغطي حوالي ثلثي السماء.

ويتجنب عمدا الأماكن التي تتجمع فيها النجوم الساطعة، بما في ذلك قرص درب التبانة بأكمله

إذا كنت تريد أن تسأل ما إذا كان من الممكن تجميع هذه الصور معًا، فهذا ممكن من الناحية الفنية، ولكنه مزعج للغاية: فهو يتطلب معايرة بكسل تلو الآخر، ولكن علماء الفلك لديهم دائمًا أبحاث أكثر إلحاحًا في متناول اليد، لذلك يتم تأجيل هذا النوع من العمل دائمًا

emmm..."العمل البطيء منخفض الأولوية الذي يؤجله العلماء دائمًا"

دع كلود يشكل السماء

قرر مينارد هذا الصيف استخدام كلود ساينس لإنشاء هذه الصورة. التعليمات عبارة عن جملة واحدة فقط: ابحث عن جميع بيانات الأشعة فوق البنفسجية التي يمكن العثور عليها، وقم بتوحيدها على نفس المقياس، وقم بتجميع صورة، ثم املأ كل قطعة من السماء لم يتم رؤيتها من قبل بواسطة تلسكوب الأشعة فوق البنفسجية.

بعد أن يتلقى كلود المهمة، تكون العملية تقريبًا كما يلي:

ابحث أولاً عن بيانات مسح الأشعة فوق البنفسجية المتاحة للجمهور عبر الإنترنت، ثم قم بتنزيلها (كمية البيانات هنا ضخمة، وهناك عشرات الآلاف من الصور من GALEX وحدها، والتي تم التقاطها على مدار سنوات عديدة وتحت ظروف مختلفة)

الخطوة التالية هي تنظيف البيانات لجعل كل بيانات متسقة داخليًا ومعالجة المنطقة المحيطة بالنجم الساطع، حيث سيكون هناك بعض الوهج

ثم تتم محاذاة نظام الإحداثيات، وتتم معايرة البيانات التي تم الحصول عليها من خلال أدوات متعددة، وإعادة رسمها بنفس الدقة، ومواءمتها لنفس نظام الإحداثيات

يوجد ثلث المساحة الفارغة في الخريطة بأكملها. طلب مينارد من كلود استخدام الرسم: نظرت العارضة إلى عدد كبير من الصور لملء الأجزاء التالفة والمفقودة

بعد عدة جولات من التصحيحات،

يبلغ الفرق بين القياس المصحح والقياس الحقيقي حوالي 10% فقط

وأخيرًا، قام كلود بحساب سطوع الأشعة فوق البنفسجية لـ 100 مليون نجم بناءً على قياسات الضوء المرئي للقمر الصناعي جايا التابع لوكالة الفضاء الأوروبية، وقام بتركيبها على الخلفية المكتملة. الإصدار الأول من خريطة الأشعة فوق البنفسجية الكاملة طوال اليوم موجود هنا

من ملء الثقوب إلى ملئها، هناك أربع خطوات إجمالاً

خط الأنابيب بأكمله في صورة واحدة: الأسطوانة عبارة عن بيانات عامة، والمربع الأزرق هو الخطوات التي قام بها كلود وفقًا للقواعد، والمربع الأرجواني هو الجزء الذي تعلمه باستخدام الأساليب الإحصائية، والمربع الأخضر هو الاندماج والمنتج النهائي. يتم إعطاء الأولوية لخطوة التكامل. يأتي القياس الفعلي لـ GALEX في المرتبة الأولى، ويحتل التنبؤ بالنموذج المرتبة الأخيرة. وحيثما يوجد قياس فعلي، فإن التنبؤ ليس له الكلمة.

يبدو الأمر معقدًا، لكنه معقد في الواقع

الإنسان في حلقة صغيرة

خلال المهمة بأكملها، كان كلود أيضًا أحمقًا بعض الشيء

في إحدى الليالي، نظر مينارد في الصور المعالجة ورأى أن هناك خطأ ما في أحلك منطقة من السماء: دوائر باهتة، كل واحدة منها أفتح أو أغمق قليلاً من التي تليها. كانت هذه الدوائر بمثابة "آثار" لقطة واحدة بواسطة GALEX. في كل مرة يلتقط فيها GALEX منطقة سماء دائرية، يتم خلط كل صورة بطبقة من التوهج غير المتساوي للأشعة فوق البنفسجية من الغلاف الجوي للأرض. إذا لم يتم التقاطها بالكامل، سيكون هناك اختلاف في السطوع بين الدوائر

تم إدراج هذه المشكلة في قائمة المشكلات المعروفة بواسطة كلود في بداية المشروع، لكن الخريطة

اجتازت جولتين من المراجعات من قبل عملاء آخرين، واكتشفها مينارد أخيرًا بأم عينيه في ليلة واحدة

كل ما قاله لكلود هو: "أستطيع أن أرى الأقراص الواحدة تلو الأخرى، وهي انطباعات لملاحظة واحدة. هل يمكنك إصلاحها؟"

تتبع العملاء آثار التوهج الجوي وأعاد كلود معايرة جميع الملاحظات البالغ عددها 38000. وبعد العمل عليها لعدة ساعات، اختفت الدائرة

لا تزال هناك دائرة على اليسار، لكن الدائرة التي على اليمين اختفت

أكثر من اثنتي عشرة نسخة

لقد كنت أعمل على هذا المشروع لعدة أيام، مع أكثر من عشرة إصدارات رئيسية في المجموع. تتبع العملية ما يلي:

تحدث مينارد عدة مرات في Claude Science ليقرر ما يجب فعله بعد ذلك؛

ثم استمر كلود في العد بنفسه لعدة ساعات أثناء عودته للعمل في مشاريع أخرى

ذهابا وإيابا

الصورة النهائية هي قصة رومانسية للكون. يمكنك رؤية سحب الغبار المتوهجة حول النجوم الشابة اللامعة، وحلقات الغبار الضخمة التي خلفتها الفقاعات التي نفخها انفجار النجوم الضخمة؛ وبعيدًا عن قرص درب التبانة، توجد خيوط غبار خافتة مضاءة بضوء النجوم في مجرة ​​درب التبانة بأكملها؛ يوجد أسفل القرص سحابتا ماجلان الكبرى والصغرى، وهما مجرتان متجاورتان مليئة بالنجوم الشابة

وفي شكره وتقديره، شكر كل من شارك في هذه المهام الفضائية وجعل البيانات متاحة للعامة، كما شكر عملاء كلود ساينس الذين عملوا بصبر. أما عن نفسه:

"مساهمتي تقتصر على إرشادهم"