كيف كشفت 223 تعريضاً عن مجرة أندروميدا: العلم الحقيقي وراء صور المفضلة لديك

تقع مجرة أندروميدا والمعروفة علمياً باسم M31 على بعد نحو 2.5 مليون سنة ضوئية من درب التبانة. وهي أقرب جارة رئيسية لنا بين المجرات. يمثل التقاط صورتها تحدياً كبيراً لكل من الفلكيين الهواة والمحترفين. تتميز المجرة بلمعان سطحي منخفض. كما يتداخل الغلاف الجوي للأرض مع وضوح الرؤية. تسلط صورة اليوم الفلكية التي نشرتها ناسا الضوء على العملية المعقدة اللازمة لتحويل البيانات الفلكية الخام إلى تمثيل واضح لهذا العملاق الكوني. غالباً ما تكون النتائج التي تراها في تصوير الفلك نتاج معالجة رقمية متطورة بدلاً من مجرد التقاط بصري بسيط.

تم بناء الصورة المميزة من خلال تكديس 223 تعريضاً فردياً. استغرق كل تعريض 300 ثانية. خُلت هذه الصور من مرصد حديقة منزلية خلال عام 2019. يفرض هذا الإعداد تحديات بيئية محددة. على عكس التلسكوبات الفضائية، يجب أن تتعامل الملاحظات الأرضية مع التلوث الضوئي واضطرابات الغلاف الجوي وضوضاء المستشعر. تحتوي البيانات الخام المجمعة في مثل هذه الظروف على العديد من العيوب. قد تجد خطوطاً متوازية ساطعة ناتجة عن مسارات الأقمار الصناعية أو الطائرات. هناك أيضاً شروخ طويلة ومتصلة ناتجة عن تتبع النجوم بسبب أخطاء في المتابعة. تعد عيوب الضوضاء القصيرة والعيوب الرقمية الأخرى جزءاً لا يتجزأ من الكاميرات الاستهلاكية.

على عكس الاعتقاد الشائع، لا تعتمد الصورة النهائية على برنامج فوتوشوب لتعزيز تفاصيل المجرة بشكل مصطنع أو زيفها. بدلاً من ذلك، يتم تقليل هذه العيوب الأرضية من خلال حزم برمجيات متخصصة لتصوير الفلك. تُستخدم أدوات مثل Astro Pixel Processor وDeepSkyStacker وPixInsight هنا. تستفيد هذه الأدوات من خوارزميات معقدة لمحاذاة وتوحيد ومزج التعريضات المتعددة. من خلال تكديس مئات الصور، يتم التخلص عشوائياً من الضوضاء. يتم تضخيم الإشارة الخافتة للمجرة البعيدة. تقلل هذه العملية من العيوب الأرضية التي لا علاقة لها بالمجرة البعيدة. إنها تعيد خلق الشكل الحقيقي لـ M31 دون المساس بسلامتها العلمية.

تؤكد هذه المنهجية على جانب حاسم من جوانب الفلك الحديث للهواة. فهي ترسم خطاً فارقاً بين التحسين الفني وتقليل البيانات العلمية. الهدف ليس إنشاء صورة تبدو مختلفة عن الواقع. الهدف هو إزالة التشويش البصري الذي أدخلته بيئة كوكبنا. ومع تقدم التكنولوجيا، مما يسمح بمستشعرات أعلى جودة وبرمجيات معالجة أكثر كفاءة، يستمر انخفاض حاجز التقاط صور عالية الدقة لأجسام السماء العميقة. يتيح هذا الإضفاء الديمقراطي لعلم الفلك عالي الدقة للباحثين المساهمة ببيانات قيمة للمجتمع العلمي الأوسع بينما يشاركون جمال الكون مع الجمهور. تعمل الصورة الناتجة كسجل بصري مذهل وشهادة على الدقة التقنية المطلوبة للتطلع خارج غلافنا الجوي.