بناء خريطة مفصلة للغبار الكوني في «​​درب التبانة»

نشر فلكيان، من معهد ماكس بلانك لعلم الفلك في ألمانيا، خريطة ثلاثية الأبعاد توثق خصائص الغبار الكوني من حولنا بتفاصيل غير مسبوقة، ما يساعد العلماء على فهم ما نرصده من أحداث فلكية.
استرجع شيانغيو تشانغ، طالب الدكتوراه في معهد ماكس بلانك لعلم الفلك (MPIA)، وغريغوري غرين، قائد مجموعة صوفيا كوفاليفسكايا البحثية في المعهد، ومشرف تشانغ على الدكتوراه، معلومات الغبار من 130 مليون طيف حتى يتمكنا من إنشاء أكثر الخرائط ثلاثية الأبعاد تفصيلاً حتى الآن لخصائص الغبار في مجرة ​​درب التبانة.
نُشر الباحثان تشانغ وغرين نتائجهما في مجلة «ساينس»، الخميس، مستخدمين بيانات من مهمة غايا التابعة لوكالة الفضاء الأوروبية، التي كانت جهداً استمر أكثر من 10 سنوات للحصول على قياسات دقيقة لمواقع وحركات وخصائص إضافية لأكثر من مليار نجم في مجرة ​​درب التبانة، وفي أقرب جيراننا من المجرات، وهي سحب ماجلان.
ويوفر الإصدار الثالث من بيانات مهمة غايا DR3220 مليون طيف، وقد أثبت فحص الجودة أن نحو 130 مليوناً منها ستكون مناسبة للبحث الجديد عن الغبار، وفق بيان صحافي، صادر الخميس.
وتتميز أطياف غايا بانخفاض دقتها، أي أن طريقة فصلها للضوء إلى مناطق مختلفة من الأطوال الموجية غير واضحة نسبياً. وقد وجد الفلكيان طريقة للتغلب على هذا القيد. فبالنسبة لـ1 في المائة من النجوم التي اختاراها، تُجرى عمليات تحليل طيفي عالي الدقة من مسح «LAMOST» الذي تُجريه المراصد الفلكية الوطنية في الصين.
ويوفر هذا معلومات موثوقة حول الخصائص الأساسية للنجوم المعنية، مثل درجات حرارة سطحها، التي تُحدد ما يُطلق عليه الفلكيون «النوع الطيفي» للنجم.
فعندما نرصد أجراماً سماوية بعيدة، قد نواجه سؤالاً؛ هل النجم الذي أرصده محمرّ حقاً كما يبدو، أم أنه يبدو محمراً فحسب، لأن ضوءه مرّ عبر سحابة من الغبار الكوني حتى يصل إلى تلسكوبنا؟
للحصول على رصد دقيق، يحتاج علماء الفلك إلى معرفة كمية الغبار بينها وبين أهدافهم البعيدة. فالغبار لا يجعل الأجسام تبدو محمرة فحسب، بل يجعلها أيضاً تبدو أضعف مما هي عليه في الواقع، وهو ما يعرف علمياً بـ«الانقراض»، وكأننا ننظر إلى الفضاء من خلال نافذة متسخة.
وبحسب نتائج الأبحاث، فإن جسيمات الغبار الكوني لا تمتص الضوء وتشتته بالتساوي عبر جميع الأطوال الموجية، بل تمتصه بقوة أكبر عند الأطوال الموجية الأقصر (الطرف الأزرق من الطيف)، وبقوة أقل عند الأطوال الموجية الأطول (الطرف الأحمر).
ويمكن رسم منحنى الاعتماد على الطول الموجي على شكل «منحنى الانقراض»، ويوفر شكله معلومات، ليس عن تركيب الغبار فقط، بل عن بيئته المحلية المحيطة به أيضاً، مثل كمية الإشعاع وخصائصه في مختلف مناطق الفضاء بين النجوم.
وهو ما علق عليه كيث سميث، محرر مجلة «ساينس»، والمسؤول عن أبحاث علم الفلك: «تُشتت حبيبات الغبار بين النجوم ضوء الخلفية وتمتصه، وهو تأثير يُعرف باسم الانقراض، ويكون أقوى عند الأطوال الموجية الزرقاء منه عند الأطوال الموجية الحمراء».
وكتب في مقدمة الدراسة، الصادرة الخميس: «يُقاس مقدار هذه القوة بواسطة معامل يعتمد على تركيب الغبار وتوزيع حجمه. طبّق تشانغ وزملاؤه تقنيات التعلم الآلي على أطياف النجوم منخفضة الدقة، والقياس الضوئي، والمسافات لتحديد هذا المعامل لـ130 مليون نجم، حيث حوّلوا تلك القياسات الفردية إلى خريطة ثلاثية الأبعاد».
وكان تشانغ وغرين قد درّبا شبكة عصبية لتوليد أطياف نموذجية بناءً على خصائص النجم وخصائص الغبار المحيط به. كما قارنا النتائج بـ130 مليون طيف مناسب من غايا. وقد أتاحت النتائج لعلماء الفلك إعادة بناء أول خريطة مفصلة ثلاثية الأبعاد لمنحنى انقراض الغبار في مجرة ​​درب التبانة.

جرب ميزات الذكاء الاصطناعي لدينا

اكتشف ما يمكن أن يفعله Daily8 AI من أجلك:

التعلم مع الذكاء الاصطناعيالتحقق من الحقائقتحويل النص إلى كلامملخص الذكاء الاصطناعي

أخبار ذات صلة

Independent عربية

منذ 2 أيام

• Independent عربية

كيف تسبب الأقمار الاصطناعية المعطلة أزمة نفايات في السماء؟

تعبر مشكلة النفايات الفضائية التي تتناولها كثير من المواقع الإخبارية والندوات العلمية أخيراً، عن الصراع القائم والمتفاقم بين قطاعي العلم والمال في مجال الفضاء الحديث، إذ يرى علماء أن كمية النفايات الفضائية المحيطة بالأرض التي تعرف أيضاً باسم "الحطام الفضائي"، باتت تهدد أمن وسلامة الأشخاص على الأرض، هذا عدا عن تهديدها لسلامة رواد الفضاء العاملين في محطة الفضاء الدولية والأقمار الاصطناعية التي تضطلع بمهمات وأدوار علمية دقيقة. وفي هذا السياق تشير أصابع الاتهام من هؤلاء العلماء إلى دور قطاع الفضاء الخاص في الولايات المتحدة أو ما يعرف باسم قطاع الفضاء التجاري المتهم بكونه هادفاً للربح بصورة دائمة، الذي يلعب دوراً حاسماً في مفاقمة هذه المشكلة من خلال رحلات الفضاء السياحية المدارية وغيرها من النشاطات الربحية. تناسب طردي وبينما تتزايد كمية النفايات الفضائية في المدار جنباً إلى جنب مع نمو صناعة الفضاء على الأرض، دقت مجموعة من الباحثين الدوليين في مجلة "ساينس" ناقوس الخطر في شأن مشكلة النفايات الفضائية المتنامية، داعين إلى معاهدة ملزمة قانونياً "للمساعدة في حماية مدار الأرض"، قبل أن يصبح ملوثاً بالحطام بصورة لا يمكن إصلاحها، وتواصل شركات الفضاء الخاصة ضخ عدد قياسي من الأقمار الاصطناعية الجديدة في المدار كل عام، وبدأت الأرض ترى عواقب ذلك بطرق يستحيل تجاهلها. وقال براندون سبيكتور، الكاتب في واحد من المواقع العلمية، تعليقاً على ذلك، "تدور آلاف قطع الحطام الفضائي، المعروفة أيضاً باسم النفايات الفضائية، حول الأرض، مع إضافة أطنان منها سنوياً". وفقاً لـ"ناسا" من المؤكد أن هذا الحطام المداري يشكل تهديداً كبيراً للأقمار الاصطناعية والمركبات الفضائية ورواد الفضاء، ووفقاً لوكالة "ناسا"، فإن الحطام الفضائي هو الاسم الذي يطلقه العلماء على عشرات الآلاف من قطع الأقمار الاصطناعية والمركبات الفضائية المكسورة التي تسد مدار الأرض. ويمكن أن يكون الحطام الفضائي أجزاء صغيرة بحجم بقعة طلاء، أو كبيرة مثل مركبة إطلاق صاروخ مهجورة. وبغض النظر عن حجمها، تشكل الحطامات المدارية تهديداً كبيراً لرواد الفضاء والمركبات الفضائية العاملة في مدار الأرض. ويؤكد سبيكتور أنه في الـ27 من يونيو (حزيران) 2024، اضطر تسعة رواد فضاء على متن محطة الفضاء الدولية (ISS) إلى اللجوء إلى كبسولة طاقم رأسية بعدما تحطم قمر اصطناعي روسي قريب إلى أكثر من 100 قطعة، مما أدى إلى تناثر الحطام الخطر في السماء. وعلى رغم عودة رواد الفضاء لمحطة الفضاء الدولية بعد نحو ساعة واستئناف العمليات كالمعتاد، إلا أن هذا الخوف سلط الضوء بصورة كبيرة على أزمة الحطام الفضائي المتنامية في الغلاف الجوي المزدحم للأرض. تزامن مريب لكن اللافت للنظر هو أن تحذير هؤلاء العلماء تزامن مع صعود قطاع الفضاء الأميركي الخاص، وتفكيك "ناسا" لإعادة هيكلتها. وتعد السياحة الفضائية المزدهرة حالياً في عالم الفضاء بحسب خبراء في هذا المجال واحداً من المجالات التي تفاقم هذه الأزمة، إذ ركز علماء الفضاء الداعمين لهذه النظرية على دور شركات الفضاء الخاصة في هذا المجال، وربطوا بين تزايد النفايات حديثاً والدور الذي تلعبه تلك الشركات خصوصاً. ويقول أحد الكتاب في هذا الصدد، "تواصل الشركات الخاصة ضخ عدد قياسي من الأقمار الاصطناعية الجديدة في المدار كل عام، وبدأت الأرض ترى العواقب بطرق يستحيل تجاهلها"، ويلفت هؤلاء النظر إلى أهمية التحرك لمنع تحول الفضاء إلى محيطات ملوثة. وفي محاولة لمنع تحويل الفضاء إلى محيطات ملوثة، وضمن مؤتمرها السنوي حول الحطام الفضائي، دعت وكالة الفضاء الأوروبية إلى اتخاذ إجراءات سريعة لإزالة المخلفات البشرية الصنع، التي عادة ما تكون شظايا من المركبات الفضائية أو الأقمار الاصطناعية المعطلة. اقرأ المزيد يحتوي هذا القسم على المقلات ذات صلة, الموضوعة في (Related Nodes field) ميثاق للحطام الفضائي ووضعت وكالة الفضاء الأوروبية ميثاقاً للحطام الفضائي، ووقعت عليه 17 دولة أوروبية في عام 2023، وانضمت إليها المكسيك ونيوزيلندا العام الماضي. ووفق إحصاءات لوكالات إخبارية متخصصة فإن قمراً اصطناعياً واحداً يدمر في كل عام في الأقل نتيجة اصطدامه بمخلفات فضائية. ومع وجود أكثر من 130 مليون قطعة حطام عالقة في مدار الأرض، تتوقع وكالة الفضاء الأوروبية (ESA) ارتفاع هذا الرقم. وإلى جانب تزايد وتيرة عمليات الإطلاق الفضائية التجارية، التي تمثل الآن معظم عمليات دخول مدار الأرض، تحذر وكالة الفضاء الأوروبية من أن الاصطدامات بالأقمار الاصطناعية قد تعطل بشدة خدمات حيوية مثل خدمات تحديد المواقع (GPS) ومراقبة الكوارث البيئية، إذ تجري الأقمار الاصطناعية التي تدور حول الأرض الآن، مناورات منتظمة لتجنب الاصطدام لتجنب إلحاق الضرر - أو تدمير - هذه البنية التحتية الفضائية الحيوية، كما تؤثر هذه المناورات في رواد الفضاء على متن محطة الفضاء الدولية (ISS). في هذا السياق صرح جوزيف أشباخر، المدير العام لوكالة الفضاء الأوروبية، لموقع DW الاخباري قائلاً "نعتمد على الأقمار الاصطناعية كمصدر للمعلومات في حياتنا اليومية، من الملاحة إلى الاتصالات، إلى الخدمات، إلى مراقبة الأرض، بما في ذلك الدفاع والأمن". الأمر يزداد سوءاً وتحت عنوان "ثلاثة قطع كبيرة من الحطام الفضائي تسقط على الأرض يومياً والأمر سيزداد سوءاً"، وضمن أخبار استكشاف الفضاء المحدثة باستمرار، نشرت كاتبة تدعى "تيريزا بولتاروفا" أخيراً مقالة متشائمة، أكدت فيها أنه "في النهاية، سيصيبنا سوء الحظ، وسيصاب شخص ما بأذى من الحطام الفضائي المتساقط"، مع صور تبين ذلك الحطام الفضائي حول الأرض. وعلقت المقالة على صور نسبتها لوكالة الفضاء الأوروبية بقولها إن أكثر من 46 ألف قطعة من الحطام الفضائي، يزيد عرضها على أربع بوصات، تشوش مدار الأرض. وكشف هذا التقرير الجديد عن أن ثلاثة أقمار اصطناعية أو أجسام صواريخ قديمة في الأقل تسقط على الأرض يومياً، لذلك يحذر الخبراء من أن عدد الأجسام العائدة من الفضاء مرشح للازدياد، مما يثير قلقاً محتملاً على سلامة الغلاف الجوي للأرض وسلامة البشر على الأرض. وفي هذا السياق وجد تقرير بيئة الفضاء، الذي أصدرته وكالة الفضاء الأوروبية (ESA) في الأول من أبريل (نيسان) الماضي، أن نحو 1200 جسم سليم عاد للغلاف الجوي في عام 2024، إضافة إلى عدد لا يحصى من شظايا الحطام الفضائي.

العربية

١٨-٠٤-٢٠٢٥

• العربية

نحو 15% من الأراضي الزراعية بالعالم ملوثة بمعادن ثقيلة

حذرت مجموعة من العلماء الخميس من أن ما بين 14 و17% من الأراضي الصالحة للزراعة في العالم ملوّثة بنوع واحد على الأقل من المعادن الثقيلة، وهو تلوّث يشكل خطرا صحيا على ما يصل إلى 1,4 مليار شخص. تقدم هذه الدراسة التي نُشرت في مجلة "ساينس" نظرة عامة فريدة لظاهرة التلوث بالمعادن الثقيلة من خلال تحليل تلوي لأكثر من 796 ألف عينة تربة من دراسات سابقة واستخدام الخوارزميات. وبعد التأكد من صحة هذه البيانات وطابعها التمثيلي، سعى الباحثون إلى تسليط الضوء على المناطق الأكثر تضررا في العالم. لذلك، ركز الفريق الذي قاده ديي هو، المتخصص في العلوم البيئية في جامعة تسينغهوا الصينية، على المناطق التي كانت فيها مستويات التلوث بمعدن واحد على الأقل - من بين سبعة معادن تم اختبارها بينها الزرنيخ والكادميوم - أعلى من المستويات الموصى بها للاستخدام الزراعي والصحة البشرية. وتُعدّ المعادن سامة للإنسان والحيوان والنبات بجرعات متفاوتة، ويمكن أن تلوّث نظما بيئية مختلفة عبر السلاسل الغذائية والمياه. واستنادا إلى تحليل عيّنات وباستخدام أدوات ذكاء اصطناعي، أشار الباحثون إلى أنّ ما بين 14 و17% من الأراضي الزراعية على مستوى العالم ملوثة بمعدن واحد على الأقل، وأكدوا أنّ ما بين 900 مليون و1,4 مليار شخص يعيشون في مناطق عالية الخطورة. يمكن أن يكون التلوث من مصدر طبيعي بما في ذلك جيولوجي بما أنّ المعادن موجودة بشكل طبيعي في الصخور بتركيزات متفاوتة، و/أو مرتبطا بالنشاط البشري، مثل المخلفات الناتجة عن الصناعة أو الزراعة أو التعدين. ولكن بسبب نقص البيانات في مناطق كثيرة وبشكل خاص في إفريقيا، فإن نتائج هذه الدراسة "غير كافية" للسماح بتنفيذ برامج التخفيف من المخاطر، بحسب معدّي الدراسة، بل ينبغي أن تكون "بمثابة تحذير لصنّاع السياسات والمزارعين". ويقول واكين نيغاسا، وهو كيميائي متخصص في التربة في معهد جيمس هوتون، إن "المدى الحقيقي لتلوث التربة العالمي" قد "يتجاوز إلى حد كبير ما تحدث عنه معدو الدراسة، لأنّ البيانات المتوفرة محدودة".

الشرق الأوسط

١٧-٠٤-٢٠٢٥

• الشرق الأوسط

علماء يرصدون أول دليل قوي على وجود حياة خارج الأرض

كشفت دراسة أجرتها جامعة كامبريدج البريطانية أنه قد يوجد عالم محيطي يعج بالكائنات الفضائية على بُعد 124 سنة ضوئية من الأرض. ووفق تقرير نشرته صحيفة «تلغراف»، يبدو أن الكوكب الخارجي «K2 - 18b»، الموجود في كوكبة «ليو»، لديه غلاف جوي يحتوي على كميات هائلة من ثنائي ميثيل الكبريتيد، وهي مادة كيميائية تنتجها فقط الكائنات الحية مثل العوالق النباتية البحرية. كميات هذه المواد الكيميائية كبيرة جداً لدرجة أنها تمثل 20 ضعف النشاط البيولوجي للأرض. يختفي الجزيء بسرعة كبيرة، مما يشير إلى أن هناك شيئاً ما يستمر في إنتاجه. ووصف علماء الفيزياء الفلكية بالجامعة هذه النتائج بأنها «لحظة تحولية هائلة» وأقوى تلميح حتى الآن إلى وجود حياة في مكان آخر من الكون. وقال البروفسور نيكو مادوسودان، من معهد كامبريدج لعلم الفلك: «لا توجد آلية يمكنها تفسير ما نراه من دون وجود حياة»، مضيفاً: «بالنظر إلى كل ما نعرفه عن هذا الكوكب، فإن العالم الذي يحتوي على محيط يعج بالحياة هو السيناريو الذي يتناسب بشكل أفضل مع البيانات المتوفرة لدينا». وتابع: «ما نراه الآن هو الإشارات الأولى لعالم غريب ربما يكون مأهولاً، وهذه لحظة ثورية». ويبلغ حجم كوكب «K2 - 18b» نحو 2.6 مرة حجم الأرض ويوجد فيما يسمى المنطقة الذهبية لنجمه؛ حيث الظروف ليست شديدة الحرارة ولا شديدة البرودة للحياة. ويعتقد أن هذا العالم هو عالم هيسياني، مع محيط ضخم من المياه السائلة تحت غلاف جوي غني بالهيدروجين، ودرجة حرارته أعلى قليلاً من درجة حرارة الأرض. كانت الملاحظات السابقة قد حددت وجود غاز الميثان وثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي لكوكب «K2 - 18b»، الذي يمكن أن يكون أيضاً علامة على وجود حياة، ولكن يتم إنتاج كلتا المادتين الكيميائيتين أيضاً من خلال عمليات طبيعية، مثل النشاط البركاني. وطلب العلماء تدريب تلسكوب جيمس ويب الفضائي على الكوكب، للبحث بشكل خاص عن المؤشرات الحيوية. وقالوا إنهم شعروا «بالصدمة» عندما ظهرت الإشارة الكيميائية، وإنهم قضوا العام الماضي في محاولة دحض هذا الاكتشاف و«إخفاء الإشارة». يمكن أن تكون المادة الكيميائية أيضاً عبارة عن ثنائي ميثيل ثنائي الكبريتيد، وهو أيضاً علامة على الحياة، التي تبدو مشابهة. وأضاف البروفسور مادوسودان: «لقد أمضينا قدراً هائلاً من الوقت... في محاولة القيام بكل أنواع الأشياء لقتل الإشارة». وتابع: «بصراحة، كان الأمر مذهلاً. إنها صدمة للنظام. لا أريد أن أكون متفائلاً للغاية، لكنني أعتقد بصراحة أن هذا أقرب ما وصلنا إليه من سمة يمكن أن ننسبها إلى الحياة».