همکاری در اکتشاف کهکشان‌ها از خانه!

با راه اندازی نسخه فارسی وب سایت Galaxyzoo (باغ کهکشان)، امکان مشارکت عموم فارسی زبانان علاقمند در یک پروژه نجومی بین‌المللی فراهم شد.

دکتر حبیب خسروشاهی، رییس پژوهشکده نجوم پژوهشگاه دانش‌های بنیادی که نسخه فارسی این سایت را راه اندازی کرده در گفت‌و‌گو با خبرنگار علمی ایسنا اظهار داشت: پروژه Galaxyzoo با مشارکت مردم از سرتاسر جهان به منظور دسته بندی میلیون ها کهکشان که با تلسکوپ های زمینی و فضایی هابل تصویر برداری شده اند، انجام می‌شود.

وی خاطرنشان کرد: عموم علاقمندان به نجوم در سراسر دنیا می‌توانند با مراجعه به سایت اینترنتی Galaxyzoo (باغ کهکشان) که نسخه فارسی آن در نشانی http://www.galaxyzoo.org/?lang=fa قابل دسترسی است با دسته بندی کهکشان‌های ثبت شده در پروژه SDSS و دیگر پروژه ها مانند تصاویر تلسکوپ فضایی هابل از کهکشانهای دوردست، دانشمندان را در درک چگونگی تشکیل‌ کهکشان‌ها یاری کنند. سایت دارای راهنما و توضیحات لازم به زبان فارسی بوده و مناسب دانش آموزان و عموم مردم است.

وی با بیان این که ریخت شناسی کهکشانها از جمله روش های اولیه و اصلی درک نحوه تشکیل و تحول کهکشانه در عالم است، اظهار داشت: دسته بندی کهکشانها به گروههای مختلف شیوه ای متداول در بررسی آماری کهکشانهاست. این دسته بندی به صورت چشمی یا نرم افزاری یعنی توسط روشهای پردازش داده ها صورت می گیرد که به تجربه ثابت شده که دسته بندی چشمی بسیار موفق است.

خسروشاهی اضافه کرد: پروژه باغ کهکشان پروژه ای است که در آن تصاویر میلیون ها کهکشان که از چند تلسکوپ زمینی و تلسکوپ فضایی هابل به دست آمده است برای دسته بندی چشمی در اختیار عموم مردم و منجمان قرار می گیرد. در نهایت پس از رای گیری از کاربران در مورد نوع کهکشان، تصمیم نهایی در مورد کهکشان اخذ و اطلاعات مربوطه به نوع کهکشان در اختیار منجمان حرفه ای و عموم قرار می گیرد تا در تحقیقات نجوم مورد استفاده قرار گیرد. در حال حاضر تصاویر تلسکوپ 2.5 متری اسلون، 3.8 متری تلسکوپ فروسرخ و تصاویر مساحی کندلز تلسکوپ فضایی هابل برای دسته بندی در اختیار عموم قرار دارد.

خسروشاهی تصریح کرد: این سایت توسط گروهی از منجمان در دانشگاه آکسفورد راه اندازی شده و پشتیبانی زبان فارسی آن توسط پژوهشکده نجوم پژوهشگاه دانشهای بنیادی و انجمن نجوم ایران انجام می‌شود که جا دارد از همکاری علیرضا مولایی نژاد و سهراب شیخانی در راه اندازی نسخه فارسی سایت تشکر کنم.

وی در خصوص ایده علمی این پروژه گفت: یک میلیارد کهکشان در سرتاسر عالم قابل مشاهده در مجموعه هایی که می توانند خود شامل میلیاردها ستاره باشند پراکنده شده‌اند‫. بسیاری از آن‌ها به طرز جالب توجهی زیبا هستند‫. هدف باغ کهکشان مطالعه‌ی آن‌ها و کمک به ستاره‌شناسان در تلاش برای درک شکل گیری کهکشان‌هایی که در اطراف خود می‌بینیم. هدف نهایی این است که بفهمیم این کهکشانها درباره گذشته، حال و آینده‌ی عالم چه می‌گویند.

استراتژی باغ کهکشان بر این واقعیت استوار است که شکل یا ریخت کهکشانها اطلاعات زیادی در اختیار ما قرار می دهند. بر اساس طبقه بندی معروف هابل کهکشانها به سه دسته اصلی بیضی گون ها، مارپیچی ها و مارپیچی های میله دار تقسیم بندی می شوند. البته برخی نیز نامنظم هستند و در هیچ کدام از سه دسته فوق قرار نمی گیرند. اما در درون همین دسته بندی کلی نیز زیرسته های دیگری نیز وجود دارد. برای مثال اگر یک کهکشان مارپیچی پیدا کنید به طور معمول - اما نه همیشه - نشانه وجود دیسک چرخانی از ستاره، گاز و غبار بوده و سوخت لازم برای ستاره زایی آتی کهکشان موجود است. اگر مجموعه گردی از ستاره ها که به آنها کهکشان بیضی گون می گوییم پیدا کنید، احتمالا به یک سیستم ستاره ای پیرتر که مدت ها قبل ستاره زایی در آن به اتمام رسیده نگاه می کنید. مطالعه تاریخچه تحول کهکشانها نشان می دهد که بیضی گون ها به احتمال زیاد حاصل برخورد رو در روی دو کهکشان کوچکتر هستند. نشان های زخم مانندی چون دیسک پیچیده، برآمدگی مرکزی یا بالج یا دنباله ای از ستاره ها نشان دهنده حیات پیچیده این نوع کهکشان هاست.

این اخترفیزیکدان که عمده تحقیقاتش به بررسی کهکشان‌های گروه‌ها و خوشه‌های کهکشانی، روند تشکیل و تحول آنها و ارتباط ساختار کهکشان‌ها با محیط پیرامون آنها اختصاص داشته است خاطرنشان کرد: صرف نظر از تاثیر ادغام کهکشان ها بر ریخت و ظاهر آنها عوامل دیگری نیز می توانند بر شکل کهکشان ها تاثیر بگذارند. برای نمونه شواهد زیادی بر تاثیر سیاه چاله هایی که در مرکز کهکشان ها قرار دارند بر محیط اطراف آنها وجود دارد. با ریزش مواد به سمت سیاه چاله، دمای آن نیز به شدت افزایش می یابد و تابش ناشی از آن منجر به التهاب عظیمی می شود که گاه به کمک جت های بسیار پر توان، مواد را از اطراف سیاه چاله (البته نه از خود سیاه چاله) با سرعتی نزدیک به سرعت نور به بیرون پرتاب می کند. به نظر می رسد که ترکیب این نیروها می تواند موجب گرمایش یا خروج گاز ار کهکشان و در نتیجه کاهش سوخت مورد نیاز برای ستاره زایی آتی کهکشان شده و تغییر شکل همشگی کهکشان شود.

وی به اهمیت محیط اطراف کهکشان ها اشاره کرد و گفت: در مرکز خوشه سنبله، نزدیک ترین خوشه کهکشانها به ما، به دلیل سرعت بالای کهکشانها که ناشی از قدرت گرانشی خوشه است، ادغام کهکشانها به ندرت اتفاق می افتد. در بخش هایی از عالم که خالی تر است نیز چگالی کهکشانها کمتر از آن است که ادغام کهکشانها نقش مهمی ایفا کند. احتمالا فقط در بخش های بیرونی کهکشانها و گروههای کهکشانی کوچکی مانند گروه موضعی خودمان است که ادغام نقش برجسته ای دارد. عجیب نیست در انواع مختلف کهکشانها را در محیط های مختلف بیابیم و این وابستگی محیطی نیز باید مد نظر قرار گیرد.

پروژه باغ کهکشان پروژه ای است که در آن تصاویر میلیون ها کهکشان که از چند تلسکوپ زمینی و تلسکوپ فضایی هابل به دست آمده است برای دسته بندی چشمی در اختیار عموم مردم و منجمان قرار می گیرد. در نهایت پس از رای گیری از کاربران در مورد نوع کهکشان، تصمیم نهایی در مورد کهکشان اخذ و اطلاعات مربوطه به نوع کهکشان در اختیار منجمان حرفه‌یی و عموم قرار می‌گیرد تا در تحقیقات نجوم مورد استفاده قرار گیرد

خسروشاهی تصریح کرد: تفکیک نقش هریک از این فرآیندها در شکل گیری کهکشانها نیازمند نمونه آماری بسیار بزرگی از کهکشانها های دسته بندی شده است. داشتن یک مجموعه از کهکشانهای قرمز، میله ای و مارپیچی که در گوشه ای از خوشه های کهکشانی قرار دارند از جمله نیازهای عادی منجمان است و اگر نمونه آماری کوچک باشد با تنگ تر کردن جستجو و یا افزایش قید دیگر کهکشانی باقی نمی ماند. از اینروست که طبقه بندی میلیون ها کهکشان به کمک منجمان می آید. درست است که مساحی های مدرن به اندازه کافی تصویر کهکشان در اختیار ما می گذارند اما ما به مردم برای طبقه بندی آنها نیاز داریم.

وی خاطرنشان کرد: مساحی آسمان دیجیتال اسلون (SDSS) که در سال ۲۰۰۰ میلادی شروع شد یکی از اولین و بزرگترین نقشه های دیجیتال عالم است که در اختیار منجمان است. اولین مساحی SDSS که پنج سال طول کشید با استفاده از دو ابزار رصدی انجام شد، یک دوربین تصویر برداری ۱۲۶ مگاپیکسلی و دو طیف نگار تغذیه شده توسط فیبرنوری که همگی روی یک تلسکوپ دو و نیم متری در رصدخانه آپاچی پوینت (Apache Point Observatory) در نیومکزیکو قرار گرفته اند.

خسروشاهی تصریح کرد: میراث علمی SDSS شگفت انگیز است که بخشی از آن به خاطر انتشار آن در جامعه نجوم و بین عموم مردم است. برای مثال در سال ۲۰۱۱ گروه همکاری SDSS اقدام به انتشار هشتمین سری داده ها (DR8) کرد که تصاویر اپتیکی ۱۴۵۵۵ درجه مربع از آسمان را که در برگیرنده ۹۳۲ میلیون جسم بوده و یک میلیون و ۶۳۰ هزار آنها دارای طیف SDSS بودند. طیف کهکشانها امکان اندازه گیزی فاصله کهکشانها را در اختیار ما می گذارد. این یک بانک اطلاعات نجومی فوق العاده است که از طریق یک پایگاه داده پیشرفته به طور مجانی در اختیار عموم است. منجمان با استفاده از داده های عمومی SDSS بیش از چهار هزار مقاله نوشته اند که ۱۷۵ هزار بار به آنها ارجاع شده است.

وی خاطرنشان کرد: اکنون در سال ۲۰۱۴ چهارمین فاز SDSS در حال برنامه ریزی است. این فاز شامل تعدادی از مساحی های هدف گیری شده مانند eBOSS، MaNGA، و APOGEE‪-S2 است که هدف آنها شناسایی عالم دوردست، دینامیک کهکشانهای نزدیک و مطالعه ستاره های کهکشان خودمان است. با اتمام فاز چهارم مساحی SDSS داده های عالی برای دو دهه ارایه می کند که شامل طیف بیش از ۵ میلیون شی نجومی است.

خسروشاهی با بیان این که همچنان که به عمق عالم خیره می شویم، به گذشته نگاه می کنیم و چون عالم در حال انبساط است، کهکشانهایی که می بینیم با سرعت بیتشری از ما دور می شوند‫، اظهار داشت: نسل جدید مساحی ها با استفاده از WFC3 نمای بی سابقه ای از یک سوم آغازین عالم یعنی سه تا چهار میلیارد سال بعد از انفجار بزرگ را در اختیار ما قرار می دهند. نخستین مساحی در این میان،‌ مساحی عمیق فراکهکشانی در باند فروسرخ (CANDELS) است. این مساحی که بزرگترین مساحی در میان مجموعه مساحی های گنجینه هابل است‌ با پوشش بخش های مختلف آسمان و در کنار هم قرار دادن این بخش ها، بزرگترین مجموعه از تصاویر از عمق کیهان (کیهان اولیه) در باند فروسرخ را در فراهم ساخته است. ترکیب باغ کهکشان با این مساحی، ابزاری توانمند برای درک ابتدایی ترین مراحل از تحول کیهان، که یکی از اساسی ترین سوالات در کیهان شناسی رصدی است را ارایه می دهد.

خسروشاهی تصریح کرد: مقایسه ریخت شناسی کهکشان ها در بازه های طول موجی مختلف،‌ تصویری کامل تر از فرایند های حاکم بر اخترفیزیک را ارایه می کند. دنبال کردن ستاره ها بر اساس دما، ‌تخمین سن و تحول شیمیایی ستارگان را میسر می کند و شناسایی نواحی ستاره زا، ما را به چگال ترین نقاط دیسک کهکشان ها و محل هایی که عمده جرم کهکشان ها در آن جا شکل گرفته رهنمون می کند.

به گفته وی، تصاویر جدید باغ کهکشان در باند فروسرخ، با استفاده از تلسکوپ ۳.۸ متری UKIRT نصب شده بر روی قله موناکیا در هاوایی در ارتفاع تقریبا 4200 متری به دست آمده است. از سال ۲۰۰۵ تلسکوپ UKIRT مساحی گسترده ای از نیمکره شمالی آسمان که UKIDSS نامیده می شود را در باند فروسرخ آغاز کرده و ۷۵۰۰ درجه مربع از آسمان را در بازه طول موجی ۱ تا ۲.۵ میکرون پوشش می دهد. بخشی از این مساحی به پوشش نواحی که توسط مساحی SDSS رصد شده اختصاص دارد. این بدان معنی است که تصاویر UKIDSS در باغ کهکشان، پیش از این توسط کاربران نسخه دوم باغ کهکشان دسته بندی شده است. همین مورد سبب می شود تا مقایسه ای مستقیم بین این دو نمونه انجام داده و چگونگی تغییرات ریخت شناسی را با تغییر طول بررسی کنیم.

خسروشاهی خاطرنشان کرد: باغ کهکشان امروز ترکیبی است از تصاویر اسلون (SDSS) که بهترین نمای عالم نزدیک را به تصویر می کشد و تصاویر دورترین اجرام عالم که از مساحی CANDELS به دست آمده است. مساحی CANDELS از دوربین دید گسترده ۳ (WFC3) که طی آخرین ماموریت شاتل برای ثبت تصاویر فوق-عمیق از عالم بر بروی هابل نصب شد، بهره می برد‌.

این سایت همچنین شامل تصاویر ثبت شده توسط تلسکوپ فروسروخ بریتانیا در هاوایی، مربوط به پروژه‌ی جدید UKIDSS است. تصاویر فروسرخ و مرئی دو تفاوت عمده دار‌ند. اول، ستاره‌های پیر تر در طول موج فروسرخ درخشان‌تر هستند (در حالی که در نور مرئی ما ستاره‌های جوان‌تر را می‌بینیم) و دوم، نور فروسرخ، مانند نور مه‌شکن، می‌تواند از گردوغبار و دود مرکز کهکشان‌ها عبور کند. بازبینی تصاویر UKIDSS در باغ کهکشان این امکان را فراهم می کند که توزیع ستاره های جوان و پیر در یک کهکشان و همچنین ساختار بخشهای مرکزی کهکشان نمایان شود.

وی در پایان درباره نحوه دسته بندی کهکشانها در سایت گفت: کاربران و علاقمندان می توانند با کلیک بر روی گزینه دسته بندی، پا به پای دیگر کاربران از سراسر جهان اقدام به دسته بندی چشمی کهکشانها کنند. در هر بخش کاربران می توانند از کلید راهنمای آن بخش استفاده کرده و قبل از انتخاب شکل کهکشان از بین گزینه های داده شده بیشتر با نحوه طبقه بندی کهکشانها آشنا شوند. پیشنهاد می شود کاربران پس از چند بار تمرین به عضویت سایت درآیند تا بتوانند به آمار مربوط به دسته بندی شخصی خود دسترسی داشته باشند.