القاهرة : الأمير كمال فرج.

إبتكر طالب دكتوراه يبلغ من العمر 26 عامًا أول أطلس ثلاثي الأبعاد ضخم لنجوم "ثنائية" لم تكن معروفة من قبل في غضون 3000 سنة ضوئية من الأرض، عددها 1.3 مليون ، وذلك أثناء إجراء مكالمة Zoom.

ذكر تقرير نشرته مجلة Forbes أن "كريم البدري دكتوراه في الفيزياء الفلكية. طالب من جامعة كاليفورنيا ، بيركلي، نهض الساعة 3 صباحًا في 3 ديسمبر من العام الماضي لحضور مكالمة Zoom حتى يكون من بين أول من يحصل على إمكانية الوصول إلى أرشيف بيانات ضخم تم توفيره للتو من القمر الصناعي جايا  Gaia".

تم إطلاق هذا القمر الصناعي عام 2013 ، وتتمثل مهمة هذا القمر الصناعي في إجراء إحصاء لحوالي مليار نجم بالقرب من النظام الشمسي للكشف عن تكوينها وتطورها وكذلك مساراتها.

 1.3 مليون نجم

أثناء تقدم مكالمة Zoom مع 100 عالم فلك آخر ، قام البدري من روزبورغ، أوريغون - بتنزيل حوالي 10 غيغابايت من البيانات، وأجرى استعلامات مبرمجة مسبقًا عليها لاستخراج المعلومات التي يحتاجها ، ثم أنشأ خريطة ثلاثية الأبعاد لـ 1.3 مليون نجم ثنائي .

النجوم الثنائية هي نجمتان يدوران حول بعضهما البعض (أو بالأحرى مركز مشترك للكتلة). قد تبدو فكرة النظام الشمسي الذي يحتوي على شمسين غريبة ، لكن النجوم الثنائية تشكل في الواقع ما لا يقل عن نصف جميع النجوم الشبيهة بالشمس.

قال البدري: "كنت أعمل أثناء برنامج Zoom". "كان شخص ما يقدم العرض، ولكني أتجاهلتهم للعمل على ثنائياتي، بينما كان معظم الأشخاص الموجودين في المكالمة يعملون أو يدخلون في مناقشة منفصلة حول مشاريع مختلفة."

مجرد إثارة

نظرًا لأن Gaia هو مشروع أوروبي ، فإن إصدارات البيانات تحدث خلال النهار في أوروبا. قال البدري: "كان علماء الفلك في جميع أنحاء العالم يتشوقون للحصول على البيانات الجديدة ، لذلك استيقظ الكثيرون في ساعات مبكرة". "بالنسبة لي ، كان الأمر في الغالب مجرد إثارة لرؤية البيانات الجديدة".

تم قبول الكتالوج الجديد للنجوم الثنائية القريبة الذي أعده البدري للنشر في مجلة الإخطارات الشهرية للجمعية الملكية الفلكية.

قبل الوباء ، كان علماء الفلك أنفسهم يجتمعون شخصيًا لإجراء استكشافات على غرار الهاكاثون لبيانات Gaia قبل إصدار بيانات جديد.

قال البدري "بالنسبة لآخر إصدار للبيانات في عام 2018 ، التقيت الساعة الخامسة صباحًا مع 100 عالم فلك في غرفة اجتماعات في مبنى فلاتيرون في مدينة نيويورك - في مركز مؤسسة سيمونز للفيزياء الفلكية الحاسوبية - في انتظار انخفاض البيانات ، وكانت الإثارة أن الغلاف الجوي ليس هو نفسه تمامًا كما ظهر على Zoom و Slack".

الحاجة إلى خريطة جديدة

تعد الخريطة ثلاثية الأبعاد التي أعدها البدري تحديثًا في الوقت المناسب. تضمنت المجموعة الأخيرة للنجوم الثنائية القريبة، التي تم تجميعها باستخدام بيانات من القمر الصناعي Hipparcos البائد ، حوالي 200 نجم ثنائي محتمل.

قال البدري: "هذه مجرد زيادة هائلة في حجم العينة". "وهي زيادة في أنواع المراحل التطورية التي نجد فيها الثنائيات. في عينتنا ، لدينا 17 ألف من الأقزام البيضاء وحدها. هذا تعداد أكبر بكثير ".

الأقزام البيضاء هي نجوم على وشك الموت. يوجد في أطلس البدري 1400 نظام نجمي ثنائي يتكون من قزمين أبيضين، وحوالي 16 ألف يتكون من قزم أبيض ونوع آخر من النجوم. هذا أمر بالغ الأهمية لأنه يمكن حساب عمر الأقزام البيضاء بدقة، مما يساعد بدوره على تحديد عمر النجوم والكواكب الأخرى في نفس النظام النجمي.

قزم أبيض

من المحتمل أن ينتهي المطاف بشمسنا كقزم أبيض في حوالي خمسة مليارات سنة. في مقطع الفيديو أعده البدري يرحل المشاهد في رحلة عبر مجرة ​​درب التبانة نحو الأرض ، ويسافر عبر سحابة قطرها 6000 سنة ضوئية تضم أكثر من مليون نجم ثنائي، جميعها خرائط أعدها البدرى.

أعد الفيديو بالتعاون مع جاكي فهيرتي ، العالمة والمعلمة في المتحف الأمريكي للتاريخ الطبيعي في مدينة نيويورك. بعد الوصول إلى الأرض ، يتحول الفيديو إلى مشهد في المستقبل حيث تتحرك أزواج من النجوم الثنائية عبر الفضاء.

ما تفعله Gaia

قال البدرى: "ما يقيسه جايا أساسًا هو كيفية تحرك كل نجم على مستوى السماء، وذلك بسبب حركته الخاصة عبر درب التبانة، وبسبب منظورنا المتغير باستمرار بينما تتحرك الأرض حول الشمس" "كما قد يتخيل المرء، تصبح هذه القياسات أكثر دقة كلما طال نظر Gaia إلى كل نجم."

استندت البيانات التي استخدمها البدرى إلى 34 شهرًا من الملاحظات ، حيث تمت ملاحظة كل نجم من حوالي 1.8 مليار نجم حوالي 100 مرة.

قال البدري: "إنه عمل شاق إلى حد ما بالنسبة للقمر الصناعي، لكن البيانات التي يجمعها تكشف بشكل فريد. ما يحدث للبيانات فريد أيضًا. على عكس العديد من المشاريع العلمية الكبيرة الأخرى ، يتم إتاحة بيانات جايا للجمهور بمجرد أن تصبح جاهزة. يمكن لأي شخص لديه اتصال بالإنترنت إلقاء نظرة أولية على البيانات والحصول على فرصة للعثور على شيء جديد".

ما مدى شيوع النجوم الثنائية؟

حوالي نصف جميع النجوم ذات الكتل المشابهة للشمس هي ثنائيات. تزداد نسبة النجوم الثنائية مع الكتلة النجمية، لذا فإن كل النجوم الأكبر من 10 أضعاف كتلة شمسنا هي نجوم ثنائية، في حين أن نجمًا واحدًا من كل 10 نجوم يمثل 10٪ من كتلة الشمس هو نجوم ثنائية.

قال البدري: "من الجدير بالذكر أيضًا أنه إلى جانب الثنائيات، هناك أيضًا مضاعفات ثلاثية ورباعية وحتى مضاعفات الترتيب الأعلى، ومعظم النجوم التي يمكنك رؤيتها بالعين المجردة هي أضخم من الشمس، لأن النجوم الضخمة أكثر سطوعًا ويمكن رؤيتها على مسافات أكبر".

وأوضح البدري: "أقدر أن 60٪ من كل النجوم بالعين المجردة هي ثنائيات". "في كثير من الحالات - لنقل ، إذا كان أحد مكونات الثنائي أكثر سطوعًا من الآخر) - فليس من الواضح أن النجم هو ثنائي حتى تقوم بتحليل دقيق."

كيف ولماذا العديد من أنظمة النجوم ثنائيات؟

ليس معروفًا على وجه التحديد سبب تشكل أنظمة النجوم الثنائية، لكن لدى الفلكيين فهم أساسي لكيفية تشكلها. قال البدري ، الذي سينتقل إلى بوسطن في الخريف ليبدأ كباحث ما بعد الدكتوراه في جامعة هارفارد: "غالبًا ما تكون السحب الغازية التي تتكون منها النجوم غير مستقرة وعرضة للتفتت الثقالي". "إذا انقسمت سحابة غاز أو قرص نجمي أولي إلى قسمين أثناء انهيارها تحت تأثير جاذبيتها، يمكن أن يصبح كل منهما نجمًا."

إلى أن تمكنت جايا من قياس مسافات وحركات ملايين النجوم القريبة بدقة، كانت الطريقة الوحيدة للعثور على الثنائيات هي البحث عن النجوم القريبة من بعضها في السماء. هذا صعب للغاية لأن النجوم التي تبدو قريبة جدًا من الأرض يمكن أن تكون في الواقع غير مرتبطة ومئات إلى آلاف السنين الضوئية من بعضها البعض ، ولكن تصادف أنها تقع على نفس خط الرؤية من الأرض.