الأخبار

كود BADASS لطلاب الدراسات العليا له فوائد فلكية

Graduate Student’s BADASS Code Has Astronomical Benefits
 
طالب الدراسات العليا Remington O، درس علم الإحصاء الفلكي بجامعة كاليفورنيا، ريفرسايد. Sexton قبل ثلاث سنوات، دفعته تقنيات إلى تطوير كود مجاني مفتوح المصدر يستفيد منه علماء الفلك في كل مكان.

يسمى BADASS، والذي يرمز إلى Bayesian AGN Decomposition Analysis لـ SDSS Spectra، الكود في شكله الحالي يناسب الأطياف الفلكية لنوى المجرة النشطة، أو AGNs، من Sloan Digital Sky Survey، أو SDSS، باستخدام طرق إحصائية متقدمة.

"الشفرة فريدة من نوعها من حيث أنها توفر أخيرًا طريقة لعلماء الفلك لتلائم الحركات النجمية للنجوم في وقت واحد مع العديد من المكونات الأخرى، وهي مكتوبة بلغة البرمجة الشهيرة Python، وهي متعددة الاستخدامات بما يكفي لتناسب مجرات مجرية نشطة ليس فقط، ولكن المجرات العادية مثل قال Sexton، الذي حصل على درجة الدكتوراه في الفيزياء وعلم الفلك في سبتمبر 2020.

نُشر عمل Sexton الرائع في عدد يناير 2021 من الإشعارات الشهرية للجمعية الملكية الفلكية.
النوى المجرية النشطة هو المصطلح العام المستخدم لوصف ثقب أسود فائق الكتلة في مركز المجرة التي تتراكم بنشاط المواد، عادة في شكل غاز بين النجوم، باستخدام تأثير الجاذبية القوي. النوى المجرية النشطة شائعة، ولكن ليس كل المجرات تمتلكها في مراكزها. ومع ذلك، يُعتقد أن مركز كل مجرة ​​يحتوي على ثقب أسود هائل. تفتقر المجرات العادية، مثل مجرة ​​درب التبانة، إلى الثقوب السوداء المتراكمة بنشاط.

تنتج الأجرام السماوية أنواعًا مختلفة من الأطياف. يساعد طيف الجسم علماء الفلك على تحديد نوع الجسم. ينتج الضوء الصادر عن جرم سماوي بدون مادة متداخلة طيفًا يظهر على شكل سلسلة متصلة. كان التحدي في علم الفلك هو الفصل بين مساهمة الضوء النجمي ومساهمة ضوء النوى المجرية النشطة عن بعضهما البعض في السلسلة الطيفية الرئيسية للمجرة.

قال Sexton: "التحدي يكمن في فصل الاثنين عن بعضهما البعض، أي عزل المكون النجمي عن مساهمة ضوء AGN". "بصرف النظر عن كونه متعدد الاستخدامات بما يكفي ليلائم أنواعًا عديدة من الأجسام الفلكية، والتي لم يتم تصميم العديد من الرموز من أجلها، فإن BADASS يناسب الحركات النجمية في نفس الوقت مع جميع المكونات الأخرى في الأطياف. استخدمت الرموز في الماضي عملية من خطوتين لتركيب الكينماتيكا النجمية والمكونات الأخرى بشكل مستقل. لكن هذا يمكن أن يؤدي إلى تحيزات أو شكوك. أفضل طريقة لإجراء التحلل الطيفي هي ملاءمة جميع المكونات في وقت واحد. هذا ما يفعله BADASS".
قام Sexton بتصميم BADASS أيضًا لاكتشاف وتناسب تدفقات الغاز المتأين الخارجة التي تُرى عادةً في ميزات خط الانبعاث البصري وهو أول من يدمج مجموعة من المعايير المحددة للكشف عنها. يشير تدفق الغاز المؤين إلى الحركة الكتلية للغاز بين النجمي القادر على الهروب من تأثير الجاذبية للمجرة المضيفة والثقب الأسود.

قالت Gabriela Canalizo المؤلفة المشاركة، وأستاذة الفيزياء وعلم الفلك في جامعة كاليفورنيا ريفرسايد ومشرفة دكتوراه Sexton: "لقد أصبحت تدفقات الغاز المؤين إلى الخارج موضوعًا ساخنًا في العقد الماضي ويمكن أن تفسر كيف تتطور الثقوب السوداء الهائلة والمجرات مع بعضها البعض على مدار الزمن الكوني".

حاليًا، يتم استخدام BADASS فقط لملاءمة كائنات AGN. أكد Sexton، مع ذلك، أن الكود متعدد الاستخدامات، وسهل الاستخدام، ويمكن أن يناسب كائنات أخرى مثل المجرات العادية.

وقال: "يمكن استخدام BADASS لتركيب مجرات مضيفة عادية لا تحتوي على نوى مجرية نشطة، وحتى النجوم الفردية". حاليًا، يقتصر استخدامه على الأطياف الفلكية بشكل صارم، ولكن يمكن تعميم الإطار الإحصائي الذي تم بناء BADASS عليه لأي نوع من أنواع التحليل الطيفي. وهذا يجعلها متعددة الاستخدامات ومفيدة بشكل غير عادي".

أحد الدوافع التي كان على Sexton أن يطورها BADASS هو التخلص التدريجي من الحاجة إلى البرمجيات الاحتكارية- لغة برمجة IDL- واستبدالها بلغة مجانية مفتوحة المصدر مثل Python.

قال "الآن يمكن لأي شخص تنزيل BADASS مجانًا واستخدامه". "إنه جاهز للتشغيل طالما يمكنك تثبيت Python وجميع الحزم التي تتطلبها. نظرًا لأن هذا الرمز يمكنه أيضًا اكتشاف وتكييف تدفقات الغاز المتأين في الأطياف البصرية، فإنه يمكن أن يساعد بشكل كبير في زيادة الاهتمام بعلم الفلك الآن بدراسة تدفقات الغاز المتأين من خلال إنشاء عينات أكبر للتحليل.

انضم إلى Sexton وCanalizo في البحث William Matzko من جامعة جورج ميسون في فيرجينيا، Nicholas Darden من جامعة كاليفورنيا. وVaroujan Gorjian من مختبر الدفع النفاث في كاليفورنيا.

تم دعم البحث جزئيًا من قبل المؤسسة الوطنية للعلوم وبرنامج NASA MIRO من خلال الزمالات والتدريب الداخلي لمجموعات البيانات الكبيرة للغاية (FIELDS) في شكل زمالة طلاب الدراسات العليا.


المرجع: 
"Bayesian AGN Decomposition Analysis for SDSS spectra: a correlation analysis of [O III] λ5007 outflow kinematics with AGN and host galaxy properties" by Remington O Sexton, William Matzko, Nicholas Darden, Gabriela Canalizo, Varoujan Gorjian, 27 October 2020, Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.