علماء استخدموا الذكاء الاصطناعي لبناء التوهج النشط من الثقب الأسود الهائل في درب التبانة!

في دراسة رائدة، نجح فريق من علماء الفلك وعلماء الكمبيوتر بقيادة أفياد ليفيس من معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا في استخدام الذكاء الاصطناعي لتطوير نموذج ثلاثي الأبعاد لتوهج كبير من القوس A*، الثقب الأسود الهائل في المركز. من درب التبانة. يمكن لهذا النهج المبتكر أن يحدث ثورة في فهمنا للظروف الديناميكية المحيطة بهذه العمالقة السماوية.

مركز مجرة درب التبانة يحتوي على ثقب أسود ضخم يُعرف بالقوس A* (Sgr A*)، وتقدر كتلته بحوالي 4.2 مليون مرة من كتلة الشمس. يحيط بهذا الثقب الأسود قرص تراكمي، وهو عبارة عن طبقة مسطحة تدور حوله تتكون من الغاز ومواد أخرى. يشهد هذا القرص أحيانًا توهجات قوية تنبعث منها طاقة عبر طيف واسع من الأطوال الموجية، بدءًا من الأشعة السينية ذات الطاقة العالية إلى الأشعة تحت الحمراء وموجات الراديو ذات الطاقة المنخفضة. في الحادي عشر من أبريل لعام 2017، تمكنت مصفوفة أتاكاما للموجات المليمترية/تحت المليمترية الكبيرة (ALMA) من رصد إحدى هذه التوهجات، ويُعتقد أنها نشأت من نقطتين مشرقتين من المواد الكثيفة داخل القرص التراكمي.

لالتقاط هذه التوهجات وإعادة بنائها في ثلاثة أبعاد، طور فريق البحث تقنية تصوير جديدة تُعرف باسم "التصوير المقطعي الاستقطابي المداري"، على غرار الأشعة المقطعية المستخدمة في البيئات الطبية. سمحت هذه الطريقة للعلماء بتصور بنية السطوع الراديوي حول القوس A* مباشرة بعد حدث التوهج، مما يوفر رؤى جديدة للبيئة النشطة للغاية والمضطربة بالقرب من الثقوب السوداء فائقة الكتلة.

وأوضح أفياد ليفيس: "إن المنطقة المدمجة حول مركز المجرة هي مكان متطرف حيث يدور الغاز الممغنط الساخن حول ثقب أسود هائل بسرعات نسبية. وهذه البيئة مثالية لتشغيل الانفجارات النشطة للغاية المعروفة باسم التوهجات". وأشار إلى أن المنظرين اقترحوا مؤخرًا عدة آليات لظهور التوهج، أحدها هو التشكيل المفاجئ لمناطق مضغوطة ومشرقة للغاية داخل القرص التراكمي.

يمثل نجاح هذا المشروع المدعوم بالذكاء الاصطناعي تقدمًا كبيرًا في أبحاث الثقوب السوداء، مما يوفر للعلماء أداة لفهم الديناميكيات المعقدة التي تحدث في محيط الثقوب السوداء الهائلة بشكل أفضل. إن القدرة على إعادة بناء هذه التوهجات ثلاثية الأبعاد من بيانات الرصد لا تعزز معرفتنا بالقوس A* فحسب، بل تضع أيضًا معيارًا جديدًا لدراسة الظواهر السماوية عبر الكون. ومع استمرار الباحثين في تحسين هذه التقنيات، يبدو مستقبل الاستكشاف والفهم الكوني مشرقًا بشكل متزايد.