كويكبات خطرة مختبئة في الجوار القريب ، وهناك خوارزمية يمكنها اكتشافها

أمين خلف الله-غزة برس:

يريد إد لو إنقاذ الكوكب من الكويكبات القاتلة. على الأقل ، إذا كانت كتلة كبيرة من الصخور تبحر في الفضاء في طريقها إلينا ، فإنها تريد تحديد موقعها قبل أن تصطدم بنا. يسعى لو ، وهو رائد فضاء سابق في ناسا وحاصل على درجة الدكتوراه في الفيزياء التطبيقية ، إلى تزويد البشرية بإنذار مبكر قبل سنوات من الاصطدام ، على أمل أن يكون من الممكن تحويل الجسم السماوي عن مساره. وفقا لصحيفة نيويورك تايمز

في الأسبوع الماضي ، أعلنت مؤسسة B612 ، وهي منظمة غير ربحية كانت أحد مؤسسيها ، أن موظفيها اكتشفوا حتى الآن أكثر من 100 كويكب (اسم المؤسسة هو إشارة إلى كتاب Antoine de Saint-Exupery “الأمير الصغير” ). B612).

هذا المنشور في حد ذاته لا يستحق اهتماما خاصا. يقوم علماء الفلك ومراقبو الفضاء المحترفون بالإبلاغ باستمرار عن اكتشاف كويكبات جديدة. لكن الأشخاص في المؤسسة اكتشفوا الكويكبات بطريقة أصلية. هذا ليس تلسكوبًا جديدًا طورته المؤسسة ولا حتى ملاحظات جديدة للتلسكوبات الموجودة. بتمويل من المؤسسة ، طبق العلماء تقنيات حسابية مبتكرة لمراجعة الصور التي تم التقاطها منذ سنوات – 412000 صورة مخزنة في الأرشيف الرقمي للمختبر الوطني للبصريات بالأشعة تحت الحمراء (NOIRLab) – وعزل الكويكبات عن 68 مليار نقطة ضوء كونية. قال له “هذا علم فلك حديث”.

تضيف الدراسة إلى جهود وكالة ناسا والمنظمات المماثلة حول العالم لحماية الأرض ، حيث يوجد حوالي 25000 كويكب بقطر 140 مترًا أو أكثر بالقرب من الأرض ، ولكن تم اكتشاف حوالي 40٪ منها فقط.الباقي ، حوالي 15000 كويكب سيتم إطلاق طاقته إذا اصطدم أحدهم بالأرض سيكون معادلاً لانفجار مئات الملايين من الأطنان من مادة تي إن تي ، لم يتم اكتشافه بعد..

تعاونت المؤسسة مع Joachim Moines ، طالب الدكتوراه في جامعة واشنطن ، ومع مشرفه البروفيسور ماريو يوريك. جنبا إلى جنب مع زملاء من معهد البحوث المكثفة في الفيزياء الفلكية وعلم الكونيات في الجامعة ، طور الاثنان خوارزمية يمكنها فحص الصور الفلكية وتحديد نقاط الضوء التي قد تكون كويكبات. يمكن للخوارزمية أيضًا أن تفهم أيًا من النقاط في الصور – التي تم التقاطها في ليالي مختلفة – هي في الواقع نفس الكويكب.

تظهر الملاحظات الروتينية الكويكبات ، ولكن فقط في وقت ومكان محددين. لتتبع حركة الكويكب ، يلزم إجراء العديد من الملاحظات التسلسلية

الخوارزمية هي طريقة لاكتشاف المعلومات التي كانت لدينا بالفعل ، لكن لم يلاحظها أحد. في معظم الحالات ، يتم اكتشاف الكويكبات عند تصوير منطقة معينة في السماء عدة مرات في ليلة واحدة. كل شريط في سماء الليل له العديد من النقاط. لا يتغير موقع المجرات والنجوم البعيدة ، لكن الأجسام الأقرب الموجودة داخل النظام الشمسي تتحرك بسرعة ويتغير موقعها.

عندما يقوم علماء الفلك بسلسلة من الملاحظات التي يتتبعون فيها جسمًا ما يتحرك في السماء ذات ليلة ، فإنهم يجمعون معلومات حول تحركاته ويمكنهم أن يخمنوا أين يمكنهم تحديد موقعه في ليلة أخرى. يمكنهم أيضًا البحث عن هذا الجسم في الصور القديمة.

في العديد من الملاحظات الفلكية ، والتي ليست جزءًا من البحث المنهجي عن الكويكبات ، تم توثيق الكويكبات أيضًا بشكل حتمي. لكن في هذه الملاحظات ، لا تُرى الكويكبات إلا في وقت ومكان معينين. لتتبع حركة الكويكب ، يلزم إجراء العديد من الملاحظات التسلسلية.

على سبيل المثال ، تم التقاط صور NOIRLab في الغالب باستخدام تلسكوب فيكتور بلانكو المتمركز في تشيلي ، كجزء من مسح لبعض سماء الليل – الثامنة ، على وجه الدقة – المصممة لرسم خريطة لتوسع المجرات في الكون.تجاهل علماء الفلك الذين أجروا الاستطلاع نقاط الضوء “غير الضرورية” لأن الدراسة لم تركز عليها. وأشار لو إلى أن “هذه النقاط عبارة عن بيانات عشوائية ضمن صور عشوائية للسماء”.

لكن موينز وجوريش رأيا في نقاط ضوئية فردية ، ليست نجمًا أو مجرة ​​، خط البداية لتطوير خوارزمية خاصة بهم ، والمعروفة باسم الاسترداد الهليوسينتريك أوربت.

الكويكبات تتحرك في المدار الذي تحدده الجاذبية. يرسم THOR المسار التقريبي للكويكب بناءً على نقطة ضوئية واحدة تم التقاطها بواسطة عدسات التلسكوب واستنادًا إلى افتراضات حول بعده عن الأرض والسرعة التي يتحرك بها. ثم تحسب الخوارزمية موقعًا تقريبيًا للكويكب في الليالي السابقة وتتنبأ بمكان وصوله في الليالي اللاحقة. إذا ظهرت نقطة ضوء في البيانات ، فقد يكون نفس الكويكب. إذا تمكنت الخوارزمية من ربط خمس أو ست ملاحظات تمت خلال أسابيع قليلة ، فمن المحتمل أن الجسم الموثق فيها هو كويكب.

نظرًا لأن الكويكبات تتجمع حول مدارات معينة ، يجب أن تأخذ الخوارزمية في الاعتبار “فقط” بضعة آلاف من الخيارات المختارة بعناية

من حيث المبدأ ، يمكن للخوارزمية النظر في عدد لا يحصى من المسارات المحتملة لأي كويكب مفترض ، لكن هذه مهمة غير عملية. من الناحية العملية ، نظرًا لأن الكويكبات تتجمع حول مدارات معينة ، يجب أن تأخذ الخوارزمية في الاعتبار “فقط” بضعة آلاف من الخيارات المختارة بعناية. يعد حساب الآلاف من المدارات التقريبية لآلاف الكويكبات المحتملة مهمة شاقة. تتيح الحوسبة السحابية – التي تسمح بحساب كميات هائلة من المعلومات وتخزينها عبر الإنترنت – تحقيق هذه المهمة. حتى أن Google قد تبرعت بالوقت على نظامها الأساسي السحابي للقيام بذلك. قال سكوت فيبرتي ، مدير جوجل للذكاء الاصطناعي التطبيقي: “هذا واحد من أروع التطبيقات التي رأيتها على الإطلاق”.

حتى الآن ، قام العلماء بتصفية حوالي ثُمن البيانات المتراكمة في أرشيفات NOIRLab في شهر واحد – سبتمبر 2013 – وحددت خوارزمية THOR 1354 جثة قد تكون كويكبات بناءً على البيانات. تم توثيق العديد منها بالفعل في كتالوج الكويكبات لمركز الكواكب الصغيرة التابع للاتحاد الفلكي الدولي. تمت ملاحظة بعضها في الماضي ، ولكن في ليلة واحدة فقط ، وفي سلسلة الملاحظات لم يتم تحديد مسارها على وجه اليقين.

أكد مركز الكواكب الصغيرة أن 104 جثث حددتها THOR هي كويكبات تم اكتشافها حديثًا. يحتوي أرشيف NOIRLab على بيانات تم جمعها على مدار سبع سنوات ، وتشير التقديرات إلى أن عشرات الآلاف من الكويكبات لم يتم اكتشافها بعد.

تهدف التعريفات الحالية للخوارزمية فقط إلى اكتشاف الكويكبات في حزام الكويكبات بين المريخ والمشتري – وليس الأجرام السماوية القريبة من الأرض ، والتي قد تصطدم بها. يصعب اكتشاف الكويكبات القريبة من الأرض لأنها تتحرك بشكل أسرع. من الممكن فصل الملاحظات المختلفة التي يُرى فيها نفس الكويكب بناءً على اختلافات الوقت والمسافة ، ولكن لإجراء التمييز ، ستكون هناك حاجة إلى مزيد من الحسابات باستخدام الخوارزمية. قال موينز “ستنجح بالتأكيد”. “لا يوجد سبب لعدم القيام بذلك. لكن حتى الآن لم يُسمح لي بتجربته”.

لا تستطيع THOR اكتشاف الكويكبات الجديدة ضمن البيانات القديمة فحسب ، بل يمكنها أيضًا التأثير على الملاحظات المستقبلية. على سبيل المثال ، تلسكوب Vera S. Robin ، المعروف سابقًا باسم التلسكوب Great Synoptic ، الذي تم بناؤه في تشيلي. مرصد روبن ، الذي تم تمويل تشييده من قبل مؤسسة العلوم الوطنية ، هو تلسكوب يبلغ قطره 8.4 مترًا يقوم بمسح سماء الليل مرارًا وتكرارًا ، مما يسمح للعلماء بملاحظة التغييرات التي تحدث بمرور الوقت.

تتمثل إحدى مهام مرصد روبن في استكشاف بنية الكون واكتشاف المستعرات الأعظمية – انفجارات قوية للنجوم البعيدة. بالقرب من الأرض سيكتشف العديد من الأجسام الأصغر من الكواكب التي تدور حول النظام الشمسي.

قبل بضع سنوات ، قال بعض العلماء إنه سيكون من الممكن تغيير أنماط المراقبة لتلسكوب روبن حتى يتمكن من اكتشاف الكويكبات. سيسمح هذا بالكشف عن الكويكبات الخطرة ، التي لم يتم اكتشافها بعد ، بسرعة أكبر. لكن هذه التغييرات ستؤخر دراسات الأجسام الأخرى في الفضاء.

إذا اتضح أن خوارزمية THOR تعالج بيانات Mitzpe Robin بنجاح ، فلن يكون من الضروري مسح نفس الجزء من السماء مرتين في الليلة باستخدام التلسكوب وستكون قادرة على مسح مساحة أكبر مرتين. يمكن أن تساعد العودة إلى نفس النقطة في السماء كل ليلتين ، بدلاً من مرة كل أربع ليال ، في إجراء مزيد من البحث. على سبيل المثال ، البحث عن المستعرات الأعظمية. قال Zeliko Ibzic ، مدير التلسكوب ، الذي كان شريكًا في الدراسة التي وصفت THOR وقارنت النتائج التي تقدمها مقارنة بالملاحظات: “ستكون هذه ميزة أخرى للخوارزمية ، والتي لن تكون لها علاقة بالكويكبات”. “إنه يثبت جيدًا مدى تغير المشهد العلمي. اليوم من الممكن القيام به بمساعدة أشياء برمجية لم نحلم بها حتى قبل 20 أو 30 عامًا.”
يساعد THOR “لو” بالفعل في تحقيق الأهداف التي حددها لنفسه قبل عشر سنوات. ثم أرادت مؤسسة B612 الشروع في مشروع أكثر طموحًا وتكلفة. كانت تنوي بناء وإطلاق وتشغيل التلسكوب الفضائي الخاص بها المسمى Sentinel ، لأنه شعر ومديرو المؤسسة الآخرون بالإحباط بسبب الوتيرة البطيئة التي تم بها البحث عن الكويكبات الخطرة.

في عام 2005 ، سمح الكونجرس الأمريكي لوكالة ناسا بتحديد موقع 90٪ من الكويكبات القريبة من الأرض والتي تبلغ 140 مترًا أو أكثر بحلول نهاية عام 2020. لكن المشرعين لم يزودوا الوكالة بالميزانية اللازمة لتنفيذ المهمة ، وبحلول الموعد النهائي أقل من ذلك. تم اكتشاف أكثر من نصف هذه الكويكبات.

وجدت مؤسسة B612 صعوبة في جمع المبلغ الذي تحتاجه لبناء Sentinel ، وهو 450 مليون دولار ، من الجهات المانحة الخاصة ، ويرجع ذلك أساسًا إلى أن وكالة ناسا كانت تفكر في إطلاق تلسكوب فضائي خاص بها لتحديد موقع الكويكبات. ومن المتوقع إجراء أول اختبار في مرصد روبن في غضون عام ، ومن المتوقع أن يعمل التلسكوب بكامل طاقته في غضون عامين.

الاحتلال يزعم اسقاط طائرة مسيرة للمقاومة في غزة

بعد عقد من الزمان: أمان” لن تنتقل إلى النقب إلا في عام 2026

بحر من الأخطار: يجب مُراقبة الحُدود البحرية الآن أكثر من أي وقت مضى

وفي الوقت نفسه ، تعمل وكالة ناسا على تسريع خططها لحماية الأرض ، حيث إن تلسكوبها الكويكبي ، NEO Surveyor ، في المراحل الأولى من التخطيط ومن المقرر أن يذهب إلى الفضاء في عام 2026. ، إذا كان هناك أي منها. وكالة الفضاء الوطنية الصينية تخطط أيضا لمهمة مماثلة.

بدلاً من استثمار حوالي نصف مليار دولار في بناء تلسكوب ، ستكون مؤسسة B612 قادرة على المساهمة بحصتها في أنشطة بحثية أقل تكلفة ، مثل خوارزمية THOR. في الأسبوع الماضي ، أعلن الصندوق أنه تلقى تبرعات بقيمة 1.3 مليون دولار لتمويل تطوير أدوات حسابية قائمة على السحابة تركز على اكتشاف الكويكبات وتتبعها. كما تلقت تبرعًا بقيمة مليون دولار من Tito’s Home Vodka. أخبره أن هذه المساهمة ستوفر “إجابة على سؤال تافه: ما هي العلاقة بين الفودكا والكويكبات.”