تطوير تقنية جديدة للكشف عن الأقمار الموجودة خارج النظام الشمسي

طوّر باحثو مركز علوم الفضاء بجامعة نيويورك أبوظبي تقنية جديدة قائمة على استخدام خوارزميات الذكاء الاصطناعي، لتفادي بعض التحديات المتمثلة في العثور على أقمار تعيش خارج النظام الشمسي، والمعروفة أيضًا باسم “الأقمار الخارجية” أي “خارج المجموعة الشمسية”، ما يعطي أملًا جديدًا لتحديد مواقع هذه الأقمار.

وجاءت هذه الدراسات التي يعمل عليها ويطورها الباحثون في الجامعة بعد اكتشاف أكثر من 3500 كوكب خارج المجموعة الشمسية على مدار العقدين الماضيين، التي تدور حول النجوم، ولم يؤكد وجود أقمار تدور حولها. وتم العثور على معظم هذه الكواكب باستخدام تقنية “عبور الضوء”، والتي تستخدم التلسكوبات الفضائية لمراقبة نجم معين لمدة من الزمن، ثم تقوم بتوليد منحنى ضوئي على هذا النجم، وفي حال وجد هناك أي كوكب خارجي، فسيتم اكتشافه من خلال دورانه حول النجم وحجب الضوء، ما يسبب تغير في منحنى الضوء. لكن ثبت لاحقاً بأن الكشف عن أقمار باستخدام هذه التقنية يمثل تحدياً كبيراً، لأن التباين النجمي أي “الاختلافات في نسبة سطوع النجوم” والضوضاء التي تسببها الإشارات المتضاربة، يخلقان تعريفات خاطئة حول النجم أو الكوكب الذي يدور حوله، ما يعطينا نتائج خاطئة.

وقام فريق الباحثين بقيادة د. رشا الشحي، الباحثة في مرحلة ما بعد الدكتوراه في مركز علوم الفضاء بجامعة نيويورك أبوظبي، بتصميم تقنية جديدة تعتمد على خوارزميات الذكاء الاصطناعي لاكتشاف أقمار الخارجية بدقة أكبر باستخدام تقنية ذكية “التعليم العميق”، حيث تتفوق هذه التقنية على الطرق الكلاسيكية المستخدمة في علوم الكواكب الخارجية، لتحديد الإشارات الصادرة عن القمر أو الكوكب، وتجنب ردود الأفعال الخاطئة، والتي تسببها التغيرات النجمية والضوضاء المحيطة.

ونشرت الدراسة التي تحمل عنوان “الكشف عن أقمار الخارجية في منحنيات الضوء باستخدام الشبكة العصبية“، في مجلة “أسترونومي أند أستروفيزيكس”، حيث اقترحت الشحي وزملاؤها استخدام التقنية الذكية “التعليم العميق”، لمحاولة تحديد احتمالية عبور أقمار خارجية بدقة حول الكواكب خارج مجموعتنا الشمسية.

وتعتبر تقنية الذكاء الاصطناعي “التعليم العميق” من أحدث الطرق الآلية التي لا تتطلب المعالجات المسبقة. وقد تم استخدامها في الدراسة لتصنيف منحنيات الضوء العابر بشكل خاص، والتي من شأنها أن تظهر اختلافًا إذا كانت الأقمار الخارجية موجودة أم لا. ونظرًا لأن هذه الطريقة تعتمد على خوارزميات الذكاء الاصطناعي، فقد تمكن الباحثون من إزالة العوامل الخارجية المؤثرة والغير مرغوب بها من البيانات بما في ذلك (التباين النجمي والضوضاء المحيطة)، وذلك ما لم تتمكن من تحقيقه الطرق الأخرى المستخدمة.

وتجدر الإشارة إلى أنه قد تم استخدام الكثير من الطرق والتقنيات لمحاولة اكتشاف وجود أقمار الخارجية، وذلك من خلال مراقبة منحنيات الضوء لتسجيل أي تغييرات ناتجة عن وجود هذه الأقمار، ولكن تقنية “التعليم العميق” كانت الأسرع والأكثر فاعلية في القدرة على معرفة وتمييز الإشارة التي تدلنا على أقمار الخارجية.

ومن جانبها قالت د. رشا الشحي: “إن هذه التقنية الجديدة التي تستخدم أحدث التقنيات الذكاء الاصطناعي، هي نهج جديد يعطي نتائج واعدة في إمكانية تحليل منحنيات ضوء الحقيقية في المستقبل لاكتشاف الأقمار الخارجية، وكلنا أمل بأنها ستسهم في دراسة الكواكب خارج مجموعتنا الشمسية التي تعد مصدراً يحفز داخلنا التعجب والتساؤل في ذات الوقت”.