علماء مواطنون يساعدون ناسا على مضاعفة عدد الأقزام البنية المعروف

أنتج جهد فلكي تطوعي إحصاءً كبيرًا للأجسام الخفية

تقول ناسا إن المتطوعين المشاركين في مشروعها Backyard Worlds: Planet 9 ضاعفوا عمليًا عدد الأقزام البنية المعروفين، بعد إضافة أكثر من 3000 اكتشاف جديد خلال العقد الماضي. ونُشرت النتيجة في مجلة Astronomical Journal، وهي عرض لافت لكيف يمكن للعلم المواطن أن يسرّع البحث في المجالات التي لا تزال فيها مجموعات البيانات الكبيرة تحتاج إلى فحص بشري صبور.

تشغل الأقزام البنية منطقة وسطى ضبابية بين النجوم والكواكب. وهي تقارب المشتري في الحجم لكنها أقل كتلة من النجوم، وتوجد بكثرة في جوار الشمس، إذ تشير ناسا إلى أن هناك قزمًا بنيًا واحدًا تقريبًا لكل ثلاثة أو أربعة نجوم قريبة. ومع ذلك يصعب العثور عليها للغاية لأنها خافتة مقارنة بالنجوم ويمكن أن تضيع بسهولة في عمليات مسح السماء المزدحمة.

وهذا بالضبط ما جعل مشروع Backyard Worlds مهمًا. فبدلًا من الاعتماد على الأنظمة الآلية وحدها، استعان المشروع بمجتمع موزع واسع من المتطوعين لتمشيط صور الأشعة تحت الحمراء والبحث عن أجسام متحركة عبر فترات زمنية طويلة.

أكثر من 200 ألف شخص ساعدوا في البحث في البيانات

إن حجم المشاركة من أبرز ما في القصة. تقول ناسا إن نحو 200 ألف متطوع ساهموا خلال السنوات العشر التي شملتها الدراسة. ومن بين 75 مؤلفًا في البحث، 61 متطوعون، وهو انعكاس مباشر وغير معتاد لمشاركة الجمهور في العمل العلمي المنشور.

استخدم المشروع صورًا من القمر الصناعي WISE التابع لناسا، وهو مسح الأشعة تحت الحمراء واسع المجال المتقاعد، ومن مهمة NEOWISE-R المعاد تفعيلها لرصد الأجسام القريبة من الأرض. راجع المتطوعون الصور على منصة Zooniverse، وقارنوا الإطارات الملتقطة على مدى 16 عامًا أو جعلوها “تومض” لاكتشاف الأجسام التي تتحرك مقابل الخلفية. وذهب بعض المساهمين أبعد من ذلك، فبنوا أدواتهم الخاصة وبرمجيات لتحليل البيانات لتحسين عملية البحث.

هذا النموذج الهجين، الذي يجمع بين عمل الجمهور والإشراف العلمي وبيانات الفضاء الأرشيفية، حوّل مشكلة فهرسة شاقة إلى محرّك اكتشاف طويل الأمد. كما ساعد على توسيع الوصول إلى طليعة علم الفلك. اثنان من مؤلفي الورقة بدأا متطوعين ثم انتقلا لاحقًا إلى مسارات مهنية في علم الفلك، وهو دليل على أن مشاريع العلم المواطن يمكن أن تكون في الوقت نفسه بنية تحتية بحثية ومسارًا لتطوير المواهب.

لماذا يهم القزم البني

مضاعفة حجم العينة تفعل أكثر من مجرد ملء سجل لأجسام غامضة. فالأقزام البنية مهمة لأنها تساعد الفلكيين على فهم كيفية تشكّل النجوم والكواكب، وكيف تُوزَّع الكتلة في المجرة، وما أنواع الأجسام منخفضة الحرارة التي تسكن الجوار الشمسي.

تقول ناسا إن القائمة الموسعة كشفت بالفعل عن فئة جديدة من الأجسام تُسمى الأقزام تحت البنية من النوع T المتطرف، إلى جانب نُدَر أخرى تشمل أقزامًا بنية فائقة البرودة وجسمًا واحدًا يبدو أنه يمتلك شفقًا قطبيًا. وتشير هذه النتائج إلى أن التعداد الموسع لا يعني مجرد المزيد من الشيء نفسه، بل يكشف مزيدًا من التنوع عند الحافة الخافتة من سكان المجرة.

كما يساعد مخزون أغنى من الأقزام البنية على رسم خريطة الجوار الكوني المباشر حول الشمس. وبما أن هذه الأجسام كثيرة لكنها خافتة، فقد تمثل جزءًا مهمًا من السكان المحليين من دون أن تكون واضحة في المسوحات التقليدية للسماء. وتحسين الأعداد يعزز نماذج توزيع المادة القريبة ويشدّد الافتراضات التي يستخدمها الفلكيون عند دراسة تشكّل الأجسام منخفضة الكتلة.

لا يزال للتعرّف البشري على الأنماط دور في عصر الذكاء الاصطناعي

في لحظة يهيمن فيها التحليل الآلي على كثير من الحوسبة العلمية، تذكّر نتيجة Backyard Worlds بأن المشاركة العامة المنظمة لا تزال قادرة على التفوق أو التكامل مع الأساليب التي تقودها الآلات وحدها في بعض المهام. فصيد الأقزام البنية يعتمد على ملاحظة حركة دقيقة وإشارات خافتة عبر صور كثيرة. ويتضح أن هذا النوع من المقارنة البصرية مناسب جدًا للمراجعة البشرية الموزعة.

إن نجاح المشروع لا يقدّم حجة ضد الأتمتة. بل يشير إلى نموذج طبقي للاكتشاف، حيث تضيق الآلات المجال ويصطاد البشر ما قد يفوته الخوارزميات، خصوصًا في الحالات الحدّية والأجسام غير المعتادة. كما أن حقيقة أن المتطوعين طوّروا أدوات بحثهم الخاصة تُظهر مدى سرعة تحوّل المشاركين من مساعدين سلبيين إلى مساهمين نشطين في تطوير المنهجيات.

فهرس أكبر، والبحث لم ينتهِ بعد

أحد الأسباب التي تجعل عدد الاكتشافات لافتًا إلى هذا الحد هو أن المشروع لا يزال بعيدًا عن الاكتمال. تقول ناسا إن الفريق يواصل فرز أكثر من ملياري مصدر رصدتها WISE وNEOWISE-R. وهذا يعني أن الورقة الحالية قد تمثل فقط مرحلة واحدة من جهد أكبر بكثير لرسم خريطة للسكان الخافتين والباردين في السماء.

كما يمنح الطابع المفتوح للمشروع قدرة استمرارية غير معتادة. فـ Backyard Worlds لا ينتهي بالنشر؛ بل يبقى مفتوحًا لأي شخص يرغب في تقديم الوقت والانتباه. وبالنسبة لناسا، يجعل ذلك المشروع برنامجًا بحثيًا ونموذجًا للتواصل يحوّل بيانات المهام المؤرشفة إلى عمل علمي حي.

والدرس الأوسع هو أن اكتشافات الفلك المقبلة لن تأتي من الإطلاقات الجديدة والتلسكوبات الأكبر فقط. بل ستأتي أيضًا من استخدام أفضل للبيانات الضخمة التي جُمعت بالفعل، ومن طرق جديدة لتنظيم الناس حول تلك البيانات. وفي هذه الحالة، كانت المكافأة توسعًا كبيرًا في عدد الأقزام البنية المعروفين ورؤية أوضح لأحد أكثر أصناف الأجسام إهمالًا في المجرة.

أما بالنسبة للفلكيين المحترفين، فإن الفهرس الجديد يوفر أساسًا أعمق لدراسة الأغلفة الجوية فائقة البرودة، والأنواع الفرعية النادرة، والبنية المجرية المحلية. وبالنسبة للمتطوعين الذين ساعدوا في بنائه، فالنتيجة دليل على أن الاكتشاف الهادف في علوم الفضاء الحديثة لم يعد حكرًا على من هم داخل المؤسسات التقليدية. فأحيانًا يبدأ بمتصفح صور عام، وقليل من الصبر، ونقطة تحت حمراء متحركة.

تعتمد هذه المقالة على تغطية science.nasa.gov. اقرأ المقال الأصلي.