كيف يقيس «تلسكوب ناسا» أعمار النجوم؟

على عكس سهولة تخمين أعمار الأشخاص، فإن تحديد أعمار النجوم يعد مهمة معقدة لعلماء الفلك.

بمجرد أن تصل النجوم إلى مرحلة مستقرة من الاندماج النووي، فإنها تظل دون تغيير نسبيا لمليارات السنين، ومع ذلك، فإن أحد الجوانب التي تتغير بمرور الوقت هي فترة الدوران، والتي يمكن أن تقدم أدلة حول أعمارها.

• توثيق «لعبة شد الحبل» الكونية بين النجوم والكواكب

ويهدف تلسكوب "نانسي جريس الروماني الفضائي"، التابع لناسا، المقرر إطلاقه بحلول مايو/ أيار 2027، إلى إحداث ثورة في فهم المجموعات النجمية في درب التبانة، فمن خلال قياس فترات دوران مئات الآلاف من النجوم، يعد التلسكوب بتقديم رؤى قيمة حول التوزيع العمري وتطور النجوم داخل المجرة.

وفيما يلي أبرز ما جاء في بيان أصدرته وكالة "ناسا" تمهيدا لمهمة هذا التلسكوب:

فهم الدوران النجمي

تبدأ النجوم حياتها بالدوران بسرعة، ومع ذلك، مع تقدمها في السن، وخاصة تلك التي تشبه الشمس في الكتلة أو أصغر، فإنها تتباطأ تدريجياً، ويرجع هذا التباطؤ إلى التفاعلات بين المجال المغناطيسي للنجم وتدفق الجسيمات المشحونة التي تسمى الرياح النجمية، وهذه العملية، المعروفة باسم الكبح المغناطيسي، تتسبب في جعل النجوم تدور بشكل أبطأ مع مرور الوقت.

قياس فترات الدوران

يقيس علماء الفلك فترة دوران النجم من خلال ملاحظة التغيرات في سطوعه الناتجة عن البقع النجمية، وهي بقع أكثر برودة وأكثر قتامة على سطح النجم، تشبه البقع الشمسية الموجودة على شمسنا، وتسبب هذه البقع اختلافات طفيفة في السطوع أثناء دورانها داخل وخارج نطاق الرؤية، وفي حين أن بقعة كبيرة واحدة قد تنتج نمطا منتظما من الخفوت والسطوع، غالبا ما تحتوي النجوم على نقاط متعددة، مما يزيد من صعوبة استخراج فترات دورانها بدقة.

الذكاء الاصطناعي في قياس الدوران

للتغلب على هذه التحديات، يستخدم فريق من علماء الفلك في جامعة فلوريدا الذكاء الاصطناعي، وتحديداً الشبكات العصبية التلافيفية، لتحليل بيانات سطوع النجوم مع مرور الوقت، ومن خلال تدريب هذه الشبكات على محاكاة منحنيات الضوء، يمكنها استخلاص فترات الدوران بدقة، حتى من مجموعات البيانات المعقدة مثل تلك التي جمعتها مهمة (TESS)، التابعة لناسا.

المسح بتلسكوب نانسي جريس الروماني الفضائي

سوف تراقب أداة مسح النطاق الزمني للانتفاخ المجري التابعة لتلسكوب نانسي جريس الروماني الفضائي، مئات الملايين من النجوم في المنطقة المزدحمة باتجاه مركز مجرتنا، وسيلتقط هذا المسح التغيرات في السطوع مع مرور الوقت، مما يوفر بيانات قيمة لمختلف التحقيقات العلمية، بما في ذلك دراسة الكواكب الخارجية وتحديد معدلات دوران النجوم.