الفلك

ما هي أسهل طريقة للحصول على بيانات موقعية ثلاثية الأبعاد للمجرات

ما هي أسهل طريقة للحصول على بيانات موقعية ثلاثية الأبعاد للمجرات


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

هل توجد قاعدة بيانات بإحداثيات ديكارتية (س ، ص ، ض) للمجرات؟ أحتاج فقط إلى بيانات الموقع وحساب أن استخدام الدرجات والانزياح الأحمر لجميع المجرات قد يستغرق بعض الوقت وسيكون معقدًا.


بقلم بيل إبرلي

مرحبًا بالجميع ، أنا & rsquom Bill Eberly ، أنا & rsquom مهندس برمجيات وأنا & rsquove كنت متطوعًا في In Saturn & rsquos Rings منذ ما يقرب من أربع سنوات حتى الآن. مع عدد قليل من المتطوعين الآخرين ، كنت أعمل على إنشاء نموذج فوتوغرافي دقيق ثلاثي الأبعاد لسماء نصف الكرة الشمالي من خارج نظامنا الشمسي. سيُستخدم هذا النموذج خلال & ldquofly خلال تسلسل الكون & rdquo للفيلم ، حيث نحن & rsquoll & ldquofly & rdquo من خلال المجرات والسديم بينما يتوسع الكون.

انضممت إلى الفريق في أوائل عام 2014 ، بعد انتهاء حملة Kickstarter مباشرة. بحلول الوقت الذي اكتشفت فيه الفيلم ، كان قد حقق بالفعل أهدافه التمويلية ، وبما أنني قرأت أنه تم إعداده من قبل متطوعين ، قررت أن أتواصل وأرى ما إذا كان بإمكاني المساعدة.

عندما قابلت ستيفن ، مخرج الفيلم و rsquos لأول مرة ، وتعلمت ما كان يحاول تحقيقه في هذا المشهد الافتتاحي ، لم يكن لدي أي فكرة حقًا عما كنت على وشك الدخول فيه. في ذلك الوقت ، لم يكن لدي أي خبرة على الإطلاق في العمل في صناعة الأفلام ، ولم تكن لدي أي خبرة مع Adobe After Effects ، وبخلاف صور Hubble التي كانت لدي كخلفية على جهاز الكمبيوتر ، لم تكن لدي خبرة في التصوير الفلكي. وغني عن القول ، أن عملي في هذا الفيلم كان مليئًا بالتحديات وتجربة تعليمية ضخمة ، ولكنه أيضًا ممتع بشكل لا يصدق ، ومكافئ ، ومتواضع.

لبناء نموذجنا الفوتوغرافي للكون ، أردنا استخدام الصور من Sloan Digital Sky Survey أو SDSS باختصار. صور هذا الاستطلاع جزءًا كبيرًا من نصف الكرة الشمالي وسماء رسكووس. وهو يتألف من 938.046 بلاطة صور ، والتي تحتوي على أكثر من 200 مليون مجرة. كل بلاطة تبدو كالتالي:

إذا أردنا ببساطة أن نرى كيف تبدو سماء الليل من الأرض ، فيمكننا ببساطة التقاط كل هذه الصور وترتيبها بشكل صحيح وتوجيه الكاميرا إليها. لكننا لا نريد فقط أن نرى كيف يبدو الكون من الأرض ، نريد أن نطير على الرغم من ذلك! لجعل الأمور أكثر تعقيدًا ، أردنا الطيران عبر الفضاء خارج مجرة ​​درب التبانة ، لذلك كان علينا إزالة جميع نجوم درب التبانة الفردية من بياناتنا.

في عملية التقاط ما يقرب من مليون صورة مسطحة ومحاولة تحويلها إلى نموذج دقيق ، واجهنا العديد من المشكلات التي كان علينا حلها:

تحديد المسافة من الأرض لكل مجرة

تصور اللقطات - أين ستكون هناك بيانات قابلة للاستخدام يمكننا رؤيتها؟

تنزيل مربعات الصور واستخراج المجرات ووسمها ببيانات وصفية

تحديد حجم كل مجرة

ترتيبها في فضاء ثلاثي الأبعاد

إزالة نجوم مجرة ​​درب التبانة المحلية ومسارات الأقمار الصناعية والطائرات وغيرها من القطع الأثرية

سحب هذا الكم الهائل من البيانات إلى Adobe After Effects بطريقة يمكن التحكم فيها

عندما لا تفهم حقًا عمق هذه المشكلات ، أو إذا كنت خبيرًا بالفعل في الرياضيات أو علم الفلك أو صناعة الأفلام ، فقد لا يبدو الأمر صعبًا. ليس لدي أي خبرة في أي من هذه المجالات ، فقد وقعت في المجموعة الأولى. كان خط تفكيري شيئًا على غرار & ldquo نحن & rsquoll نستخدم بعض اكتشاف الكائنات للعثور على جميع المجرات وتجاهل النجوم ، ثم استخدم بيانات SDSS لتحديد المكان الذي تتجه إليه ، ثم نقل جميع الصور إلى After Effects. سهل! & rdquo كما اتضح ، كانت لدي الفكرة الصحيحة ، لكني قللت إلى حد كبير من مدى تعقيد القيام بأي من ذلك.

كان أول شيء يتعين علينا القيام به هو تحديد بُعد هذه المجرات. يميز SDSS كل مجرة ​​بالصعود الصحيح والانحدار ، والذي يخبرك بمكان وجود شيء ما في السماء عندما تقف على الأرض ، ولكن ليس كم تبعد كل مجرة. لتحديد المسافة إلى المجرة ، يستخدم علماء الفلك التحليل الطيفي للعثور على & ldquoredshift & rdquo للمجرة من خلال تحليل كيفية إزاحة الأطوال الموجية للضوء المنبعث من المجرة. يتيح لهم ذلك تحديد مدى سرعة تحرك المجرة ، مما يسمح لنا بعد ذلك بحساب المسافة التي تفصلها عن الأرض.

لوحة التوصيل الطيفية SDSS

لكن الحصول على بيانات الانزياح نحو الأحمر لعدد كبير من المجرات هو مهمة ضخمة. يحتوي SDSS على صور 200 مليون مجرة ​​، ولكنه يحتوي فقط على تحليل طيف لنسبة صغيرة منها. ويرجع ذلك إلى حقيقة أن الحصول على بيانات التحليل الطيفي يتضمن حفر ثقوب في لوح ألومنيوم كبير ، وسد جميع الثقوب الـ 640 يدويًا باستخدام مستشعر الألياف الضوئية. تم تثبيت اللوحة على التلسكوب لإجراء المراقبة الطيفية لجميع الكائنات البالغ عددها 640 في وقت واحد.

نظرًا لوجود مجموعة صغيرة فقط من البيانات الطيفية المتاحة ، حاول العلماء استقراء هذه البيانات لتقدير الانزياح الأحمر لـ 78 مليون مجرة ​​أخرى في مجموعة بيانات SDSS. تعطي هذه البيانات التقديرية الإضافية عددًا كبيرًا من المجرات التي يمكننا إضافتها إلى نموذجنا للكون.

بمجرد أن عرفنا مكان كل هذه المجرات ، احتجنا إلى إيجاد طريقة لتصورها بسهولة حتى نتمكن من تخطيط لقطات الفيلم. سيتم استخدام المجرات من SDSS كصور خلفية أثناء التحليق عبر الكون ونقوم بالتقاط صور قريبة على بعض الصور عالية الدقة للمجرات والسدم المأخوذة من تلسكوب هابل الفضائي ومصادر أخرى. لكي تعمل هذه اللقطات ، كنا بحاجة إلى أن تكون مجرات SDSS مرئية عندما كانت الكاميرا موجهة إلى الجسم الأساسي. وجدنا أن Space Engine ، وهو برنامج علم فلك ثلاثي الأبعاد ، يسمح لك باستيراد كتالوجات مخصصة للمجرات والنجوم التي يمكنك مشاهدتها والتحليق بها. كان هذا بالضبط ما احتجناه للتخطيط لطلقاتنا.

أخذت البيانات من ملفات بيانات SDSS واستخدمتها لإنشاء كتالوجات Space Engine مخصصة يمكننا استخدامها لعرض البيانات. هذه الفهارس التي تضم 78 مليون مجرة ​​تحطمت في Space Engine ، لأنها ببساطة لم تستطع دعم كمية البيانات التي لدينا. بعد تقليص الكتالوجات لعرض 10٪ فقط من بيانات SDSS ، تمكنا أخيرًا من تحميلها. حتى مع وجود جزء بسيط من البيانات ، فإن ما رأيناه كان ساحقًا.

مع البيانات التي تم تحميلها في Space Engine ، تمكنا من تحديد المجرات التي يمكننا الطيران على الرغم من وجود بيانات SDSS في الخلفية. أنشأنا قائمة اللقطات الخاصة بنا وانتقلنا إلى استعادة مربعات الصور ومعالجتها.

كانت الخطوة التالية لبناء نموذجنا ثلاثي الأبعاد للكون هي الحصول على مربعات الصور ، وقطع المجرات منها ، ووسمها بموقعها في السماء ، حتى نتمكن من وضع كل مجرة ​​في مكانها الصحيح. يجعل SDSS جميع ملفات الصور والبيانات الخاصة بهم متاحة للتنزيل على موقع الويب الخاص بهم ، لذلك تمكنا من كتابة برنامج يقوم بتنزيل الصور وملفات البيانات لكل قسم من بيانات SDSS التي نحتاجها.

كما هو الحال مع معظم أنواع الصور الفلكية الأخرى ، لا تمنحك كاميرا SDSS & rsquot ببساطة صورة واحدة ، ولكنها تلتقط صورًا متعددة بأطوال موجية مختلفة. عندما تنظر إلى إحدى هذه الصور ، ترى كثافة لون واحد ممثلة بالأبيض والأسود. على سبيل المثال ، هذا ما يشبه بلاطة SDSS التي رأيناها سابقًا بثلاثة أطوال موجية مختلفة:

في كثير من الحالات ، يجب دمج هذه الصور يدويًا وتلوينها. لحسن الحظ ، يوفر SDSS أيضًا صورة مُعالجة مسبقًا ، تجمع بين جميع الأطوال الموجية المرئية الثلاثة (الأشعة تحت الحمراء القريبة ، والأحمر ، والأخضر). تتوفر هذه الصور بتنسيق jpeg ، وبينما قد تنخفض الجودة قليلاً بسبب ضغط jpeg ، اخترنا استخدام هذه الصور التي تمت معالجتها مسبقًا لأنها جعلت عملية تنزيل الصور أسهل بكثير. وإلا ، فسنحتاج إلى تنزيل 3 أضعاف عدد الملفات ، وكتابة برنامج لدمجها ومعالجتها تلقائيًا.

أثناء تنزيل الصور وملفات البيانات كانت عملية مباشرة إلى حد ما ، فإن محاولة قطع المجرات الفردية من البلاط لم تكن كذلك. يحاول SDSS فهرسة كل كائن في البلاط ، ويشير إلى ما إذا كان نجمًا أم مجرة. قام متطوع آخر ، ستيفان جيجلينسكي ، بإنشاء مكون إضافي لبرنامج ImageJ ، وهو برنامج شائع لمعالجة الصور ، من شأنه أن يقوم باكتشاف الحواف على أي كائنات كبيرة في الصورة. قمنا بدمج اكتشاف الحواف هذا مع المواضع المدرجة للمجرات في كل بلاطة للعثور على أي كائنات كبيرة في البلاط ، ثم قمنا بمراجعة مواقعها مع مواقع المجرات المعروفة. إذا تطابقت ، فسنقطع تلك المنطقة من البلاط.

بمجرد أن يكون لدينا انقطاع المجرة ، تم تمييزه بالبيانات الموضعية من ملفات بيانات SDSS. بالإضافة إلى ذلك ، تم حساب المسافة بين المجرة و rsquos من الأرض باستخدام بيانات الانزياح الأحمر ، وتم حساب حجم المجرة بالعرض الزاوي والمسافة. تم وضع علامة على كل هذه البيانات على قواطع المجرة بحيث يمكن استخدامها للمعالجة اللاحقة.

فقط عدد قليل من 5 ملايين قواطع

تم تقسيم التنزيل والمعالجة الفعليين بين عدة متطوعين على مدار عدة أسابيع. عندما قيل وفعلت كل شيء ، كان لدينا أكثر من 5.5 مليون ملف فردي. لسوء الحظ ، بمجرد أن بدأنا في دمج كل هذه الصور وإنشاء بعض اللقطات الاختبارية معهم ، أدركنا أنه قد نواجه مشكلة في حين أن معظم الصور تبدو رائعة ، ولم تكن العملية مثالية. في بعض الأحيان ، يتم قطع النجوم ، أو يتم اكتشاف الحواف جنبًا إلى جنب مع مجرة ​​صغيرة. من شأن النجوم الساطعة جدًا أن تعرض الكاميرا بشكل مفرط وتشوه الصورة. في صور أخرى ، تم تصوير طائرة أو تلف الصورة.

حاولنا التوصل إلى طرق لاكتشاف هذه الصور السيئة ، لكن كتابة برنامج للقيام بذلك كان سيستغرق وقتًا ، ولم يكن مضمونًا التقاط كل شيء. أدرك ستيفن ما يجب فعله: سيتعين عليه المرور عبر كل هذه الصور بنفسه. سيستغرق التنظيف عدة أشهر ، لكنه كان قادرًا على اجتياز 5.5 مليون قطعة وإزالة ما يقرب من جميع القواطع التي تم وضع علامة عليها بشكل غير صحيح أو الفاسدة أو غير المكتملة.

بينما بدأ ستيفن مهمته الضخمة لتنظيف هذه الصور ، كان لا يزال لدينا عمل آخر يجب القيام به. الآن بعد أن أصبح لدينا أكثر من 5 ملايين صورة ، كان علينا التوصل إلى طريقة لسحبها إلى Adobe After Effects. كما تعلمت بسرعة ، تم تصميم After Effects للرسوم المتحركة من خلال مئات الطبقات ، وليس الملايين. إذا أردنا استخدام كل هذه المجرات ، فلا يمكننا استخدام كل واحدة على حدة في طبقتها الخاصة ، ولكن يتعين علينا تمثيلها بطريقة مختلفة.

كان الحل لذلك ذو شقين:

ضع معظم المجرات البعيدة في مربعات صور الخلفية

استخدم نظام الجسيمات لوضع باقي المجرات

نظرًا لأن معظم المجرات بعيدة جدًا عن الكاميرا بحيث لا نراها عن قرب مطلقًا ، فقد قررنا تسطيح 4 ملايين مجرة ​​بعيدة إلى 10 طبقات. كنا نجمع المجرات حسب المسافة ، ثم نضع كل مجموعة في مربعات عملاقة. ستكون الطبقات 100000 بكسل × 50000 بكسل ، أو ما يقرب من 5 جيجا بكسل! يتم تقسيم كل طبقة إلى 50 مربعًا بحجم 10000 بكسل × 10000 بكسل. سيتم شد هذا البلاط في شكل كرة ووضعه حول الكاميرا ، كما لو كان مراقب في قبة سماوية عملاقة.

جزء صغير من البلاط. المساحات الفارغة عبارة عن أقسام لا تتوفر بها بيانات SDSS

حتى مع المربعات ، كان لا يزال هناك أكثر من مليون مجرة ​​لإدراجها في المقدمة ، وهي عدد كبير جدًا بحيث لا يمكن التعامل معها باستخدام الوسائل التقليدية في After Effects. كان الحل البديل لذلك هو جعل هذه مع نظام الجسيمات. عادة ، تُستخدم أنظمة الجسيمات لإحداث تأثيرات مثل النار أو الانفجارات التي تحتوي على آلاف أو حتى ملايين الجسيمات الفردية ، لكن ستيفن كانت لديها فكرة بارعة لتوليد جسيم لكل مجرة ​​وإغلاقها في مكانها ، لذا لم تتحرك. اختبرنا هذا ، ونجح! بدلاً من مليون طبقة فردية ، تمكنا الآن من استخدام حوالي اثنتي عشرة طبقة فقط!

كان التحدي التالي هو وضع الجسيمات وتغيير حجمها بدقة. كان الحصول على الجسيمات في المكان الصحيح أمرًا سهلاً للغاية ، نظرًا لأن جميع القواطع لدينا تم تمييزها بالفعل بمواقعها ، فقد تمكنا من ترجمة تلك الجسيمات مباشرة إلى إحداثيات للجسيمات. كان تحجيمها بشكل صحيح أكثر صعوبة.

هنا & rsquos نسخة بسيطة من المشكلة التي كنا نواجهها: تخيل أن لديك صورة لشخص يقف في حقل مفتوح. تريد عمل طباعة بحجم الحياة لتلك الصورة بحيث يمكنك الوقوف في نفس المكان الذي كان فيه الشخص ، لكنك لا تعرف طوله. كيف تحدد حجم الطباعة؟ إذا كنت تعرف مدى بُعد الشخص عن الكاميرا ، وزاوية رؤية العدسة ، يمكنك حساب طول الهدف الأصلي.

علاوة على ذلك ، تخيل أنه بدلاً من وضع الصورة المطبوعة في نفس الحقل ، فأنت تريد إنشاء نموذج مصغر للمشهد بأكمله وطباعة صورة لوضعها في نموذج المقياس الخاص بك. ستحتاج إلى إجراء نفس العملية كما كان من قبل ، ولكن بعد ذلك قم بتصغير حجم الطباعة إلى نفس المقياس مثل باقي النموذج الخاص بك.

في محاولة لشرح لستيفن كيف يجب أن يعمل القياس ، قمت برسم هذا الرسم التخطيطي في طلاء MS:

لقد عرفنا المسافة التي جمعناها عن المجرات ، وأن كاميرا SDSS تلتقط الصور بزاوية 0.396127 ثانية قوسية لكل بكسل. نظرًا للقيود التقنية في نظام الجسيمات الذي استخدمناه في After Effects ، فإن نصف قطر الكون بأكمله يبلغ 100000 بكسل. لذلك استخدمنا هذه القيم لقياس جميع القواطع بشكل صحيح. قد يبدو الكون الذي يبلغ عرضه 200000 بكسل كبيرًا ، لكن أبعد مجرة ​​لدينا صور تبعد ما يقرب من 8 مليارات سنة ضوئية ، لذا فإن 1 بكسل يمثل 78000 سنة ضوئية! في هذا المقياس ، تم تصغير معظم القواطع لدينا إلى بكسل واحد أو أصغر. لحسن الحظ ، يمكن لـ After Effects التعامل مع جسيمات بهذا الحجم دون فقدان أي وضوح بصري.

كان الجزء الأكثر رعباً في العملية هو عدم معرفة ما إذا كان هذا الإعداد سيعمل حتى مع عدد الصور التي لدينا. لقد قمت بتطوير البرامج النصية لإجراء العمليات الحسابية وإنشاء الكائنات في After Effects على جهاز كمبيوتر باستخدام معالج سريع بشكل معقول وذاكرة 8 جيجابايت ، والتي كانت سريعة بما يكفي للعمل مع مجموعات فرعية من البيانات ، لكنني لم أكن قادرًا على تحميل بياناتنا بالكامل نموذج الكون مرة واحدة. كان هناك دائمًا احتمال أن After Effects لم تتمكن ببساطة من معالجة جميع البيانات حتى على أجهزة عرض Stephen & rsquos مع محركات أقراص SSD كبيرة وذاكرة 64 جيجابايت ، وعلينا العودة إلى لوحة الرسم.

بعد قليل من التغيير والتبديل والكثير من الصبر ، تمكنا أخيرًا من تحميل المشهد الأول والأكثر تعقيدًا. يستغرق الأمر ما يقرب من يوم كامل لفتح مشروع After Effects ، وساعات لعرض إطار المعاينة في كل مرة نحتاج فيها إلى تحريك الكاميرا ، مما جعل إعداد اللقطة شبه مستحيل. للتغلب على هذا ، قمنا ببناء نسخة مجردة تحتوي على 5٪ فقط من الصور ، تم اختيارها عشوائيًا ، لتزويدنا بمشروع يمكننا استخدامه لإعداد حركات الكاميرا للتصوير مع السماح لنا برؤية أين سيتم وضع بقية المجرات.

بمجرد إعداد الكاميرا ، بدأنا في العرض. استغرق عرض كل إطار من 40 ثانية ما يقرب من 24 ساعة. انتهت عملية التصيير في ما يزيد قليلاً عن نصف شهر ، ولكنها استغرقت 5.5 سنوات آلة مجتمعة من وقت العرض عبر ما يقرب من 50 جهاز كمبيوتر ، أكثر من نصف تلك التي قدمها متطوعون! أخيرًا ، يمكننا أن نرى ما يمكن أن تخلقه أكثر من 3 سنوات من العمل!

وغني عن القول ، كنا نشعر بسعادة غامرة بكيفية ظهور اللقطة الأولى. 5 ملايين مجرة ​​تبدو وكأنها عدد كبير ، ولكن حتى تراها على الشاشة ، لا تدرك مدى ضخامة ذلك بالفعل. على الشاشة الكبيرة ، يكون هذا & rsquos ساحقًا بشكل خاص ، ولكن تخيل فقط كيف سيبدو هذا على شاشة IMAX يصل ارتفاعها إلى ثمانية طوابق!

الآن بعد أن اكتمل التصيير الأول والأكثر صعوبة ، & rsquore ننتقل بعيدًا عن بقية العروض. نظرًا لأن الكون يتوسع بينما نواصل الطيران خلال كل لقطة ، تتحرك المجرات من جسيمات المقدمة إلى طبقات الخلفية الثابتة ، مما يجعل كل منها أسهل مع تقدمنا.

لقد كانت رحلة مجنونة للوصول إلى هذه النقطة ، ولكن كان من الممتع النظر إلى الوراء في هذا القسم من الفيلم الآن بعد أن اكتمل أخيرًا تقريبًا. أنا & rsquom فخور للغاية بالعمل الذي قام به فريقنا لإحياء هذه المشاهد. إذا أخبرني أحدهم عن مقدار العمل الذي ستحتاجه هذه الدقائق القليلة من الفيلم عندما بدأت هذا المشروع لأول مرة ، فمن المحتمل أنني لن أصدقهم و rsquot. اتضح أن إنشاء نموذج فوتوغرافي واقعي ثلاثي الأبعاد للكون بأكمله مع 5 ملايين صورة أصعب قليلاً مما كنت أعتقده في الأصل!


تصدر مهمة Gaia تعدادًا ثلاثي الأبعاد لأكثر من مليار نجم

أصدرت وكالة الفضاء الأوروبية ومهمة جايا # 39s المجموعة الثانية من البيانات. يتضمن هذا الإصدار معلومات عن 1.7 مليار كائن (بما في ذلك النجوم والمجرات والكوازارات والكويكبات). تغطي مجموعة البيانات هذه مساحة أكبر 1000 مرة من إصدار Gaia السابق ، مع تحسين الدقة بمقدار مائة ضعف. ستفيد هذه البيانات جميع فروع علم الفلك تقريبًا ، وتسليط الضوء على تكوين نظامنا الشمسي ، وتطور النجوم ، وتاريخ مجرة ​​درب التبانة ، وتوزيع المادة المظلمة ، ومعايرة مقياس مسافة الكون.

تم إطلاق القمر الصناعي Gaia في ديسمبر 2013 في مهمة مخططة مدتها 5 سنوات ، تهدف إلى إكمال مسح السماء الكاملة للبيانات الموضعية والقياسية الضوئية لمليار نجم. يوفر إصدار البيانات الجديد هذا العرض الأول لقدرات Gaia & # 39s ، والنتائج الأولية مذهلة بالفعل.

في مجموعة البيانات الجديدة ، تم قياس سطوع وألوان ما مجموعه 1.3 مليار كائن بدقة. سيتم تقدير معلمات الفيزياء الفلكية ألمع 160 مليون كائن ، كما تم رصد 500000 نجم متغير ، مما يمنحنا نافذة مفصلة لتطورها (ويسمح لنا باختبار معايرة مقياس مسافة الكون لدينا).

7 ملايين نجم في المسح تم قياس مواقعهم المكانية وسرعاتهم بعناية. ستسمح هذه البيانات & # 396 الأبعاد & # 39 (موقعها في الفضاء ثلاثي الأبعاد ، بالإضافة إلى حركاتها ثلاثية الأبعاد) لعلماء الفلك بحساب كيفية دوران هذه النجوم حول مركز مجرتنا درب التبانة. سيسمح لنا ذلك بوزن مجرتنا بدقة أكثر من أي وقت مضى ، بالإضافة إلى رسم خرائط لتوزيع (وربما حتى مساعدتنا على فهم أفضل) للمادة المظلمة.

قام العديد من أعضاء فريق العمل في معهد علم الفلك (IoA) بأدوار رئيسية في هذا الإصدار ، حيث عملوا في تعاون وثيق مع مجموعات أخرى مخصصة لجوانب أخرى من المشروع. البروفيسور جيري جيلمور هو الباحث الرئيسي في المملكة المتحدة عن مشاركة المملكة المتحدة في Gaia Data Processing and Analysis Consortium ، وأحد المقترحين الأصليين للبعثة إلى وكالة الفضاء الأوروبية. الدكتورة فرانشيسكا دي أنجيلي هي رئيسة مركز معالجة كامبريدج ، والدكتور نيكولاس والتون هو عضو في فريق غايا للعلوم ESA. يقود الدكتور دافيد وين إيفانز العمل الذي نجح في معايرة قياسات سطوع Gaia & rsquos إلى جزء واحد في الألف ، وهي إلى حد بعيد أعلى مجموعة بيانات دقيقة من هذا المقياس تم إنتاجها على الإطلاق. شغل الدكتور فلور فان ليوين منصب مدير المشروع في أعمال المعالجة الضوئية في المملكة المتحدة وأوروبا.

يتمثل أحد الجوانب الخاصة جدًا لمهمة Gaia في أن البيانات ستصبح على الفور متاحة للجمهور لتنزيلها وتحليلها. & quotAll هذا متاح مجانًا للجميع ، بناءً على الجهود المتفانية لمئات الأشخاص. قال البروفيسور جيلمور إن هناك الكثير من الأشياء المثيرة التي يجب القيام بها بشكل أفضل مع بيانات Gaia الرائعة ، ونتوقع ظهور أوراق علمية جديدة كل يوم بعد هذا الإصدار.

قام فريق Gaia العلمي بنشر العديد من الأوراق التوضيحية & # 39 أمثلة & # 39 كدروس تعليمية للمجتمع ، ولتوضيح الدقة الملحوظة وحجم البيانات. يعد الدكتور فلور فان ليوين مؤلفًا مشاركًا رائدًا في أمثلة الأوراق العلمية التي توضح تأثير Gaia & rsquos على معرفتنا بالعناقيد النجمية ومجرات الأقمار الصناعية في مجرة ​​درب التبانة الخارجية. يُظهر هذا التحليل ، الذي تم تمكينه بواسطة مجموعة البيانات الجديدة ، أن مجموعات المجرات القزمية (بما في ذلك غيوم ماجلان) يمكن رؤيتها تتحرك في مدارات متشابهة جدًا ، مما يشير إلى تكوين مشترك. بالإضافة إلى ذلك ، تُظهر هذه الأوراق أن رسم خرائط لحركات الأجسام التي تدور حول درب التبانة (بما في ذلك المجرات القزمة والعناقيد الكروية) قد سمح لعلماء الفلك بإنشاء & # 39 خريطة كتلة & # 39 لمجرتنا بمستوى غير مسبوق من التفاصيل والدقة.

على الرغم من أن إصدار البيانات هذا مثير للإعجاب ، فلا يزال هناك المزيد من Gaia. وعلق البروفيسور جيلمور قائلاً: هذه قفزة كبيرة للبشرية ، لكنها لا تزال خطوة مبكرة. تواصل Gaia المراقبة ، حيث وصلت مؤخرًا إلى قياسها المليون. المركبة الفضائية لديها وقود لتشغيل 6-7 سنوات أخرى ، مما يسمح بعمر تشغيلي يصل إلى 10 سنوات. تتضمن مجموعة البيانات هذه 22 شهرًا من البيانات. هذا حصاد رائع ، لكن الوفرة تنتظر. كلنا فخورون بأن نكون جزءًا من هذا المشروع الرائع. & rdquo


GoSkyWatch القبة السماوية 4+

يمكنك بسهولة وبسرعة تحديد وتحديد مواقع النجوم والكواكب والمذنبات والأبراج والمجرات وغير ذلك من خلال الإشارة ببساطة إلى السماء. منظارك الشخصي إلى العجائب في سماء الليل. اخرج واستكشف مع GoSkyWatch Planetarium.

***** كما رأينا في حدث Apple & # 39s iPad 2
***** ظهرت على ABC & # 39s & quot The View & quot
***** ظهرت في مجلة & quotWired & quot

لا مشتريات في التطبيق! تنزيل واحد لأجهزة iPhone و iPad و iPod touch. لا نعتقد أنه يجب عليك الدفع مرتين مقابل نفس التطبيق على شاشة أكبر.

& quot قوية وسهلة الاستخدام ، مع رسوم متحركة ممتازة وأوسع نطاق تكبير & quot - د. شرودر ، أستاذ جامعي

& quotGoSkyWatch Planetarium لا ينبغي تفويتها بغض النظر عما إذا كنت من محبي علم الفلك العادي أو المتشدد. & quot - AppAdvice

& quot لدي أكثر من 10 تطبيقات لعلم الفلك على جهاز iPhone الخاص بي وهذا هو الأفضل إلى حد بعيد. كل ما أحتاجه وسهل الاستخدام. & quot - بات ، مراجع iTunes

--- ما الذي يجعل GoSkyWatch مختلفًا عن التطبيقات الأخرى؟

• سهولة الاستخدام - لا توجد أزرار للضغط عليها أو أوضاع للاختيار ، فقط أشر إلى السماء لبدء الاستكشاف.

• مصمم خصيصًا للاستخدام الفعال في الهواء الطلق.

• تحديد الهوية بدون لمس - تظهر المعلومات على الشاشة أثناء تنقلك. عظيم لتلك الليالي الباردة مع القفازات!

• الصور المنبثقة - لا داعي للاستمرار في التكبير والتصغير لمجرد رؤية ما هو موجود هناك.

• شاشة عرض كاملة 180 درجة - يمكنك إلقاء نظرة سريعة على ما يوجد في السماء وأين يوجد دون الحاجة إلى التجول.

• لا تحتاج إلى الاحتفاظ بالمستوى - يعرض عرض السماء والمعلومات في الاتجاه الصحيح عند الإمساك به في أي زاوية وليس فقط منظر طبيعي أو عمودي.

• المعايرة التلقائية لبوصلة الجيروسكوب - لا حاجة لمعايرة الجيروسكوب. خوارزميات تكيفية متقدمة لتحديد المواقع بسلاسة ودقة.

• الكواكب معروضة بسطوع نسبي للنجوم - لا توجد رسومات كبيرة الحجم تمنعك من تمييز كوكب من النجوم المحيطة.

• تحديد الهدف الفريد - نظام السحب باللمس للحصول على أكبر قدر من الدقة نظرًا لأن إصبعك لا يخفي ما تحاول تحديده.

• نص صغير على الشاشة - يسهل التعرف على النجوم والكواكب نظرًا لعدم تغطيتها بالنص.

تحديد
• على الشاشة اسم الكائن والسطوع والمسافة
• يحتوي على جميع النجوم المرئية بالعين المجردة
• تعديل الضوء لظروف المشاهدة
• وضع الضوء الأحمر للرؤية الليلية
• التنقل بدون لمس حتى لجهاز iPod touch بدون بوصلة.

تجد
• هل تبحث عن كوكب أو نجم أو مذنب أو كوكبة أو مجرة؟ فقط استخدم أداة البحث ودع السهم يوجه الطريق
• البحث عن النجوم و DSOs مرتبة حسب الاسم أو المسافة أو المقدار
• تقويم مراحل القمر
• شروق الشمس / أوقات الضبط

يستكشف
• الرسوم المتحركة النهارية والفلكية والوقتية
• أكثر من 200 صورة للكواكب وأجرام السماء العميقة
• كتالوجات Messier و Caldwell بالصور
• الصورة الفعلية مأخوذة من درب التبانة
• عرض تحت الأفق
• انظر في الوقت المناسب مع البحث عن نجمة عيد الميلاد. اكتشف كم كان عمرك لرؤية ضوء النجوم.

يتعلم
• صور كوكبة وحدود وأنماط
• النظام الشمسي ، النجم ، المذنب ، DSO ، كوكبة ويكيبيديا
• إيان ريدباث & # 39 s كوكبة StarTales
• التقويم الفلكي الرسومي التفاعلي
• بيانات الكوكب والنجم والكوكبة وبيانات التقويم الفلكي DSO

أكثر
• رسومات عالية الأداء
• سهولة الإعداد باستخدام الموقع التلقائي أو قائمة المدن المدمجة
• الموقع المفضل

* لا يلزم الاتصال بالإنترنت. يتم استخدام الإنترنت اختياريًا للموقع التلقائي ، وعرض معلومات ويكيبيديا و StarTales.

المزيد من التحسينات تأتي كتحديثات مجانية.

تتوفر فرص متابعة وعرض مجانية في الوقت الفعلي لمحطة الفضاء الدولية مع تطبيق GoISSWatch المصاحب.


تم اكتشاف مئات المجرات التي أخفاها درب التبانة

مئات من الجديد المجرات التي كانت مخبأة في السابق على الجانب الآخر من درب التبانة، تم اكتشافه.

الصورة أعلاه: انطباع فنان يعرض موجات الراديو القادمة من المجرات الجديدة في "منطقة التجنب" خلف مجرتنا درب التبانة، ثم يمرون به ويصلون أخيرًا إلى تلسكوب باركس الراديوي (وليس مقياسًا). الائتمان: ICRAR

على الرغم من كونها على بعد 250 مليون سنة ضوئية فقط من الأرض ، إلا أن المجرات الجديدة كانت مخفية عن الأنظار حتى الآن بواسطة مجرتنا درب التبانة.

تم اكتشاف المئات من المجرات القريبة المخفية ، مما يفسر الغموض شذوذ الجاذبية يُطلق عليه اسم الجاذب العظيم.

باستخدام تلسكوب باركس الراديوي التابع لـ CSIRO والمجهز بجهاز استقبال مبتكر ، تمكن فريق دولي من العلماء من رؤية النجوم والغبار في مجرة ​​درب التبانة ، في منطقة فضائية غير مستكشفة سابقًا.

منطقة Great Attractor ، والتي يبدو أنها تجذب مجرة ​​درب التبانة ومئات الآلاف من المجرات الأخرى نحوها بقوة جاذبية تعادل مليون مليار شمس.

تم إنشاء هذا المشهد باستخدام البيانات الموضعية الفعلية للمجرات الجديدة وملء المنطقة عشوائيًا بمجرات مختلفة الأحجام والأنواع والألوان. الائتمان: ICRAR

قال المؤلف الرئيسي البروفيسور ليستر ستافيلي سميث ، من جامعة غرب أستراليا ، إن الفريق عثر على 883 مجرة ​​، ثلثها لم يسبق رؤيته من قبل.

وقال: "مجرة درب التبانة جميلة جدًا بالطبع ومن المثير جدًا دراسة مجرتنا ، لكنها تحجب تمامًا رؤية المجرات البعيدة خلفها".

قال البروفيسور ستافيلي سميث إن العلماء كانوا يحاولون الوصول إلى قاع الجاذبية الغامضة منذ اكتشاف الانحرافات الرئيسية عن التوسع العالمي لأول مرة في السبعينيات والثمانينيات.

قال: "نحن لا نفهم في الواقع سبب هذا التسارع الجاذبي على درب التبانة أو من أين يأتي".


ما هي أفضل الطرق للبحث عن التوقيعات التقنية؟

البحث عن ذكاء خارج كوكب الأرض (SETI) له جذور طويلة في تاريخ البشرية. مع ظهور التقنيات الحديثة ، تمكن العلماء أخيرًا من البدء في مسح السماء بحثًا عن أي علامة على الحياة. عندما بدأ البحث لأول مرة في الستينيات ، ركز بشكل شبه حصري على محاولة اكتشاف إشارات الراديو. على مر العقود ، لم يتم العثور على أي دليل قاطع على وجود أي إشارات راديو اصطناعية. بدأ الدعم المالي في الابتعاد عن الانضباط ، وحيث تذهب الأموال ، يفعل الكثير من العلماء.

ولكن في الآونة الأخيرة ، أدى الارتفاع الحاد في الاهتمام بأبحاث الكواكب الخارجية إلى بث حياة جديدة في البحث عن حياة ذكية ، والتي يشار إليها الآن باسم البحث عن "البصمات التقنية". في عام 2018 ، رعت وكالة ناسا مؤتمراً جاء فيه العلماء الذين شاركوا في هذا المجال لمناقشة حالته الحالية. تبع ذلك الاجتماع اجتماع العام الماضي برعاية معهد بلو ماربل ، الذي ساعدت ناسا أيضًا في رعايته. صدرت الآن ورقة عمل من مجموعة علماء SETI الذين حضروا المؤتمر. تم وصف العديد من الأفكار المهمة المحتملة للعثور على بصمات تقنية في الورقة. من الواضح أن البحث عن ذكاء خارج كوكب الأرض لم يعد يقتصر فقط على علم الفلك الراديوي.

هناك 12 مفهومًا مختلفًا للمهمة تمت مناقشتها في الورقة ، ولكن يمكن تقسيمها إلى فئتين رئيسيتين & # 8211 تلك التي تركز على الكواكب الخارجية وتلك التي تركز على الأجسام في نظامنا الشمسي.

يقدم المؤلفون ، بقيادة الدكتور هيكتور سوكار نافارو ، وهو عالم كبير في معهد أستروفيسيكا دي كانارياس ومدير متحف العلوم وكون تينيريفي ، معلمات جديدة تساعد في فهم الانهيار القاطع. يُعرف باسم "مقياس الطيف" ، ويُعرَّف على أنه "مقياس الحجم النسبي لطابع تقني معين بوحدات من نفس التوقيع التقني التي تنتجها تقنية الأرض الحالية".

لذا يستخدم مقياس ichnoscale حقيقة أن معظم التوقيعات التقنية التي تبحث عنها البعثات المقترحة ستكون مرئية على الأرض باستخدام مستشعر قوي بدرجة كافية. على سبيل المثال ، إذا كان لدى حضارة غريبة كرة دايسون (على سبيل المثال ، نوع من الهياكل المدارية المتقدمة التي تشمل نجمًا بأكمله) ، فإن المقياس السمكي لكروي دايسون هذا سيكون مهما كان حجم المقطع العرضي للكرة مقسومًا على حجم أكبر هيكل مداري حاليًا حول الأرض و # 8211 المحطة الفضائية الدولية.

ثم يقدم المؤلفون رسمًا بيانيًا يساعد في توجيه المناقشات حول التواقيع التقنية المختلفة. على الرسم البياني ، يمثل المحور الصادي المقياس السماني ، كما هو موضح أعلاه ، بينما يمثل المحور السيني العدد الإجمالي للأشياء التي يمكن ملاحظتها لهذا النوع من التوقيعات التقنية.

رسم بياني لمقياس Ichnoscale لـ 12 مشروعًا مختلفًا مقترحًا في الورقة. المحور الصادي هو المقياس المحسوب والمحور السيني هو عدد أهداف المراقبة الممكنة.
الائتمان: سوكاس نافارو وآخرون.

تختلف أنواع التوقيعات التقنية التي تسعى إليها كل مهمة بشكل كبير من حيث التعقيد والمستوى التكنولوجي للحضارة المرتبطة بها. أحد مفاهيم المهمة المباشرة نسبيًا هو مهمة الكشف عن الملوثات الصناعية في أجواء الكواكب الخارجية. يذكر الدكتور سوكار نافارو أنه من الممكن أن يكتشف تلسكوب جيمس ويب الفضائي أكسيد النيتروجين NO2 ، وهو ملوث صناعي شائع ينبعث من محركات الاحتراق ، في أجواء الكواكب الخارجية. والأكثر إثارة للإعجاب ، أن بعض مفاهيم المهام الأكثر تقدمًا ، مثل LUVOIR ، ستكون قادرة على اكتشاف مستويات تركيز مماثلة لمستويات تركيز الأرض الحالية على الكواكب الخارجية التي تصل إلى 10 فرسخ فلكي. يمكن أن تشير ملوثات الغلاف الجوي الأخرى ، مثل مركبات الكربون الكلورية فلورية ، المعروفة على نطاق واسع بأنها أحدثت ثقبًا في طبقة الأوزون ، إلى حضارة تكنولوجية على كوكب يحتوي غلافه الجوي على وفرة منها.

يمكن اكتشاف ملوثات الغلاف الجوي لحضارة متقدمة تقنيًا على الأقل مثل البشر. يمكن لبعض البعثات الأخرى أن تفعل الشيء نفسه. على الرغم من أن علم الفلك الراديوي لم يظهر كثيرًا حتى الآن في جهود SETI ، إلا أن العلماء بالكاد خدشوا إمكاناته.

إحدى المهام المقترحة التي يمكن أن تجد حضارة على مستوى الإنسان قريبة نسبيًا هي تلسكوب لاسلكي على الجانب الآخر من القمر. This isolated space would allow it to be affected by a minimal amount of radio interference – in fact it would be impacted by only a single satellite. Such isolation could allow for much more sensitive instrumentation, and a much higher signal to noise ratio of any data it collects.

Radio itself is a power intensive medium, and even on Earth it is being replaced by newer technologies such as laser pulses. Searching for those laser pulses is another proposed mission. Alien civilizations could use them either to communicate messages or even potentially as propulsion systems. Many of these beams are strong enough to be seen from very far away, and systems can be designed with modern technology to be able to capture them.

Another strategy to detect far away civilizations uses a technique similar to exoplanet hunters themselves – transiting. Transiting is when an object passes in front of a star that it is orbiting, and minutely lowers that star’s brightness. These dips in brightness are not necessarily indicative of a planet, however, and could be caused by technosignatures themselves, such as a star shade or a satellite belt.

Smaller technosignatures aren’t the only ones capable of blocking a star’s light though. Larger structures, such the aforementioned Dyson Sphere, or even a galaxy-spanning civilization producing anomalous waste heat, are a possibility for more advanced civilizations. These wouldn’t be detectable via transiting as they completely block a star’s light. However, they would be detectable via another modern technology – infrared imaging.

Such large structures would not be able to contain the huge amounts of energy put out by a star or galaxy. Therefore, it must be transmitted through the structure somehow. The most likely way it would be radiated is through waste heat, which can be monitored via a simple infrared camera. There are many infrared mission concepts, and one similar to the Herschel mission should be capable of detecting these large scale structures.

At this point it’s pretty obvious that there are no such megastructures in our own backyard. But there might be smaller signs that we simply haven’t been able to see because we never bothered to look. This concept of finding alien technology close to home was popularized by 2001: A Space Odyssey, and the missions suggested for searching closer to home would definitely have found the artifact made famous in the movie.

The Red Planet might not be the most likely place to look though. That title would most likely lie with a heavenly body without a lot of surface activity, and while Mars’ environment might seem relatively stagnant, it actually isn’t. There are much more geologically stable places in the solar system, such as Mercury, the moon, or even asteroids in the asteroid belt.

Dr. Socar-Navarro points out an important point about why this stability is important. Currently, the closest star to Earth (Proxima Centauri) is approximately 4 light years away. However, stars are not stationary, and one approaches close enough to the Sun to breach the Oort cloud about once every 100,000 years. Since the Earth has formed, that means there have been approximately 45,000 stars that have passed by our planet.

If one of those stars contained a civilization as advanced as we currently are, they would probably have noticed the biomarkers of life in Earth’s own atmosphere. They also might have been tempted to send a probe to observe the evolution of that life, similarly to how the Breakthrough Starshot initiative is attempting to send a probe to Proxima Centauri.

Any probe that was sent might have been caught up somewhere in the solar system. While the most likely places for a probe to end up, such as Jupiter and the Sun, might have destroyed any evidence, there is a chance it landed somewhere more stable. As such, close to home missions suggest focusing on trying to find a probe that might have been sent to our solar system in the past, with one exception.

Locations for this probe search range from the Moon to the Trojan asteroids that follow Jupiter around. For the moon mission, current observational techniques would be combined with AI algorithms to thoroughly search the entire surface of the moon, down to a few centimeters in diameter, for anything that might seem out of the ordinary. Transmitting all of that data back to a human on Earth who might be able to define what “out of the ordinary” is would be completely infeasible with the current bandwidth to lunar orbiters.

Instead, the paper suggests using a neural network AI system that was successfully trained to detect anomalies in data sent back by the Lunar Reconnaissance Orbiter. If that algorithm was uploaded to a newly designed orbiter, it could dramatically cut down on the number of images it would need to send, and therefore make such close observation feasible.

Pure data transfer wouldn’t be as big of an issue for a few other missions suggested closer to home. One would be to send a polarimeter to the asteroid belt and the Trojan belt. The instrument could then conduct a survey of the objects in these two crowded areas of the solar system to see if any of them seem to be out of place when compared to similar objects. Human devices stick out very prominently in polarimetry because they are typically built with very flat, metallic surfaces, which tend to polarize light. Devices from alien origins would assumedly have the same sort of metallic sheen.

One of the most famous examples of where polarization would have been extremely useful was the very brief observation of ‘Oumuamua as it zipped through our solar system. Unfortunately, scientists didn’t get a chance to use the technique as the unique object was already on its way out of the solar system before observing platforms could be brought to bear on it. There has been some speculation that ‘Oumuamua itself was actually a alien probe, but unfortunately we will never be able to tell as it is no longer in observational range of any of our platforms.

That sad fact informs the final close-to-home mission concept from the paper – the design and assembly of a rapid response intercept mission for any new interstellar visitors telescopes find. This mission could be based on the ground, set to launch when the time is right, or launch ahead of time with the expectation that it will complete a hard burn to catch up with whatever object might be transiting our solar system.

Even if the object such a mission would visit turns out not to be a probe, it would still provide invaluable data for other scientific efforts. Dr. Socar-Navarro points out that dual use scenario would be the norm rather than the exception. Every one of the proposed missions would collect data that would be useful to scientific disciplines other than SETI, making it more appealing to funding agencies.

SETI itself still has that special place in the human psyche though. Dr. Socar-Navarro praises the participants of the Blue Marble workshop and stresses the importance of this ongoing search.

“Technosignature research brings in people from the whole world – the interest in other civilizations is something that excites our imagination collectively.” he says. The virtual workshop participation of 53 excited scientists from 13 countries lends credence to his assertion. With luck, these workshops will be a first step towards increasing interest in finding a definitive answer to one of the most fundamental questions of the human condition – are we alone?

Lead Image:
Midwestern sky at night
Credit: : NASA’s Earth Observatory


3-D Tour Puts Stars Within Reach

To revist this article, visit My Profile, then View saved stories.

As viewers tour the Virtual Universe, abstract data springs into view as readily as supernovae. Constellations, spheres of gravitational influence, names of stars and planets, and much more can be traced as viewers whirl through the cosmos. Rose Center for Earth and Space / AMNH

To revist this article, visit My Profile, then View saved stories.

NEW YORK -- This summer, while most couples in New York City are lining up for romantic riverboat cruises under the stars, some will spend their dates sailing between galaxies instead.

Welcome to the 3-D, supercomputer-generated Virtual Universe tour at the American Museum of Natural History, where starting June 3 audiences will swing behind the Orion Nebula and out to the farthest voids known to science.

This is not to be confused with preprogrammed movies narrated by Hollywood stars, with voices modulated to convey just the right tones of gravitas and wonderment.

Instead, the Virtual Universe conjured under the Space Theater dome is open to improvisation by two live presenters, one equipped with a Spaceball to steer through three dimensions and the other a laptop to overlay explanatory graphics. The project grew out of the Hayden Planetarium's multimillion-dollar Digital Galaxy Project and comprises humankind's most comprehensive interactive atlas of the universe -- stars, clusters, nebulae, galaxies and more.

The result is that on the first Tuesday of each month, audiences will fly hither and yon through galaxies like schools of fish darting through bioluminescent plankton.

The three currently scheduled tours include The Solar Neighborhood on June 3, The Structure of Our Galaxy on July 1 and Our Place in the Universe on Aug. 5. Until now the exclusive privilege of astrophysicists and their students, each tour provides a real-time, navigable immersion into broader sweeps of the cosmos than the human mind can readily grasp.

The pace of the tours, however, grossly violates the speed limit of light demanded by physics.

[](popChild()
[A Comet Collides With a Gaseous Planet](popChild().

"If you get queasy, just close your eyes for a moment. Remember that we're not really moving," advised guide Carter Emmart when an audience member complained of "space sickness" during a recent preview.

In addition to conducting the tour, Emmart, a self-described "astrovisualizer," was part of the team that created the program with a $2 million seed grant from NASA.

With his long hair and glasses, Emmart looks more the part of a computer geek than an Apollo-era astronaut. His helm beneath the dome of the Hayden Planetarium's Space Theater was suitably casual: a zebra-patterned carpet covering the shuttered trap door to the museum's trusty Zeiss projector, throw pillows, a Hewlett-Packard Spaceball 4000 flx to navigate and a laser pointer he found buried in his jeans pocket by the time we reached Sirius.

[](popChild()
[The Death of a Sun-Like Star](popChild().

Astronomer Brian Abbott sat cross-legged a few feet away at a squat table illuminated by a single red chili pepper-shaped bulb, using a laptop to control the illusion created by seven overlapping tricolor projections.

After the preview, kids from the audience were invited to pilot the Spaceball that controls the tour's movements, sending the surrounding adults reeling through the cosmic microwave background radiation like wind-swept dandelion spores through a dense fog.

The program is made possible by Virtual Director, software developed by the National Center for Supercomputing Applications for remote conferencing in a believable 3-D format.

Thanks to broadband networks like the Internet 2 and faster chips to process data from telescopes, probes and satellites, atlases of the universe are constantly updated. Virtual Universe will make increasing use of the National Virtual Observatory, a pool of data from myriad telescopes that lets researchers examine celestial phenomena from radio waves to intense gamma rays. If that vast collection of data is like a library of poetry for astronomers, the Virtual Universe tour turns it into a funky, urban spoken-word event.

[](popChild()
[Feeding a Black Hole](popChild().

A spinoff of the Virtual Director program, called Partiview, allows users on desktops and laptops (Unix/Irix, Linux, Windows and Mac OS X systems) to see the Virtual Universe stereoscopically. Partiview is available for free to individuals and schools through Hayden Planetarium's academic site.

"The scalability we've already achieved with the platform independence that Partiview allows means we're on our way to the great chat room of the entire friggin' universe," Emmart said.

Abbott's laptop isn't the sole nexus of control either -- lecturers thousands of miles away can assume command of the Space Theater excursions through high-speed linkups.

"The Cassini probe will arrive at Saturn in July 2004. We'll fly in tandem with the spacecraft, updating the map as pictures come in. Imagine team leaders walking over to a computer at their facility and taking over our dome to review its mission over the last week," Emmart said.

"We plan to have a fully functional Saturn system. With a 3-D illusion, you can teach the size, scale and positional relationships," he said. "Orbits have different inclinations to the ring plane, and you have to sort of see it systematically before you can organically see the relationships between moons."

[](popChild()
[A Collision Between the Milky Way and Andromeda Galaxies](popChild().

It's a powerful teaching tool, Emmart said, because "people sense that they can go anywhere in this thing, and they can see where our knowledge ends. When people are just watching a movie, they naturally ask, 'Is all this stuff real?' With the Virtual Universe, you know you are having an experience of real information."

The museum will attempt to integrate data from Mars landers in much the same fashion, Emmart said.

The museum plans to load in data to virtually recreate each known moon. Much of the solar-system portion of the atlas will be derived from work done by the Riken Research Institute in Japan, Emmart said. "As much as we have already, it's still a skeleton. Now we're sort of trimming out the Christmas tree. The Orion Nebula was the first ornament," he explained.

One huge problem, however, is traveling smoothly from small objects, like Saturn's moon Titan, to galactic clusters. Right now, collections of data on those vastly different scales are nested one within the other, like Russian matryoshka nesting dolls, with no way to blend them seamlessly. Transitioning from a relatively local scale within the galaxy to a larger scope is currently accomplished with a jump-cut, with a black dome pause between views.

"A computer represents positions as real numbers with a limited number of decimal places. The universe is so large that we run out of decimal places several times in the journey from Earth out to boundaries of the universe," said professor Anders Ynnerman, director of the National Supercomputer Centre in Linkping, Sweden. One of Ynnerman's students is attacking that problem.

"Eventually we'll be able to fly, really, from the quantum scale all the way to the cosmic scale without stopping," Emmart said.

But the Virtual Universe is more than a romp through the visual cosmos. Abstract data springs into view as readily as supernovae. The sphere of Earth's radio signals manifests itself with a keystroke. Years marking the movement of light can be seen falling back into the distance like highway exit signs. Constellations can be traced, but the icons of astrology twist into random cobwebs as the audience's perspective is twirled 'round by Emmart's Spaceball navigation.

And gaps in knowledge aren't glossed over. One vivid acknowledgement of how much we have yet to learn comes with one stroke on the keyboard by Abbott.

Some stars suddenly appear to be impaled on red bars that stretch so far that they vanish in the distance. Such a line represents the range of error for that particular star, which could lie at any point along the red bar.

"Data naturally fades away with distance. I liken it to the old maps. My God, they really knew the Mediterranean really well, but around Africa it dissolves into a bunch of sea monsters," Emmart said. "Our refinements with astronomy are going to improve that picture."

But some barriers may be eternal. We're at the edge of our galaxy, so looking toward its center, things get quite bright. We may never see objects on the other side of the hump, in the "zone of obscuration," so our view of the universe may always look like an hourglass filled with the white sand of galaxies silhouetted against the black void of ignorance.

The Virtual Universe team toyed with the idea of filling in the black space with science's best guesses based on statistics, but decided against it. While the terra incognita of old maps yielded to charted coastlines dotted with cities and ports, the caeli incogniti -- unknown heavens -- may remain indelible.

That darkness and the worlds that might swirl within it are the most tantalizing part of the Virtual Universe that viewers carry away, out into the night.


More on Getting a Bachelor’s Degree in Astronomy

Defining the Degree: Bachelor’s in Astronomy

At the top of this article, we listed a number of variations to your typical astronomy degree. Most of them are similar in their curricula offerings, aside from the fact that most BA degree programs have less of a science core than the BS degree programs. While these programs are fairly similar, most of them can be tailored to careers beyond the sciences.

Similar to most undergraduate degree programs, the full program requires around 120 credits/semester hours. That includes all of the lower-level core courses, which you can typically complete at any community college for a lower price. Astronomy majors can require anywhere from 15 to 45 upper-level courses in physics, astronomy and other classes related to the major. The minors in astronomy often require a minimum of 15 credits for completion.

All of these programs include some kind of observational astronomy component using the school’s telescope or planetarium facilities. In the highest-quality astronomy programs, a research experience will be a requirement for graduation. Otherwise, most of these schools strongly encourage undergraduate research, offering $1,000+ awards for research in some instances. A few programs expect undergrads to complete an internship and/or a senior thesis prior to graduating.

Most Frequently Searched Undergraduate Programs in Astronomy

  • Lehigh University: Lehigh’s Department of Physics offers a BS in Astrophysics, BA in Astronomy and astronomy minor.
  • Colorado State University: During our research process, CSU appeared again and again in our results. While it doesn’t offer an undergraduate degree in astronomy (physics only), the university’s astronomy facilities are high-quality.
  • Cornell University: Every science buff wants to know where Bill Nye went to school. While he was not an astronomy major, Cornell offers an outstanding program.
  • The Open University: OU has a strong hand in astronomy research, and it offers a BSc Natural Sciences (Astronomy & Planetary Science) program.
  • Indian Institute of Technology (IIT) Bombay: Astronomy degree programs in India is one of the top searches, and IIT is one of the best institutions in India.

FAQ Concerning Astronomy Undergraduate Degree Programs

1. What is astronomy?
Astronomy is a branch of natural science that deals with the physical universe as a whole, including celestial objects and space. Additionally, astronomy uses mathematics, physics and chemistry to explain the origin and evolution of planets, stars, galaxies and more. Essentially, astronomers seek to understand how the universe works.

2. What do I need to gain admission to a bachelor’s degree program in astronomy?
First, you’ll need to gain admission to the university at which you want to study astronomy. Every university has its own process and requirements for admission. In most cases, you’ll need to apply specifically to the physics or astronomy program once you’ve completed some prerequisites in math and science, including calculus and physics classes.

3. How long does it take to earn a bachelor’s in astronomy?
A typical undergraduate degree program in astronomy will take four years to complete, including the core courses.

4. How much does a bachelor’s in astronomy cost?
The price varies, depending on which university you choose, the financial aid you receive and whether you previously completed any core courses at a community college prior to entering the university. The lowest net cost on this list is $9,462.

5. What can I do with a bachelor’s in astronomy?
Most colleges understand that you can’t pay the high price for a degree that channels you into just one career. While many astronomy students plan to enter careers with NASA and as research scientists, some want to take their love of astronomy in a different direction. Many of these programs are advertised as being transferable, meaning you can enter a variety of industries, like business, law and more, with a degree in astronomy.

6. What’s the difference between undergraduate programs in astronomy and other sciences?
Most science degree programs have a fairly singular focus. Physics students take the full spectrum of physics classes. Engineering touches on other sciences, but still focuses mainly on engineering the principles around it. Chemistry students focus on all things chemical-related. Astronomy students, however, can study all of the above and more. In addition to space-related classes, most astronomy programs require multiple courses in mathematics, physics, engineering and more.

7. What does it take to become a graduate student in astronomy or astrophysics?
Many of the schools on this ranking suggest that, if you’re interested in going to graduate school, you should earn a bachelor of science in astronomy (or physics) rather than a BA. Graduate degree programs in astronomy and astrophysics seek applicants with strong physical sciences backgrounds. Even an undergraduate major in mathematics or computer science could qualify you for admission to an astronomy graduate program. Graduate program admissions will also want to see that you have experience in researching astronomy and/or other physical sciences. You’ll need to know how to use a telescope to–very patiently–seek answers in the stars.

8. How should I go about choosing a college for my astronomy degree?
This will depend on your specific area of interest. If you plan to enter a career as a scientist, you’ll want a university with ample research opportunities and astronomy research areas, high-tech facilities (think, observatories) and graduate programs in astronomy/related subjects. As you can see in the above list, some colleges offer better resources for observations (state-of-the-art telescopes). Others are focused more on theory and housing advanced computing systems. Some colleges have a department dedicated solely to astronomy (typically offering more advanced astronomy research topics), while others operate through physics departments. If you really want to be diligent, check out the kinds of research that interest you, and find colleges with faculty who are accomplishing real work in that area.

9. What skills are necessary to thrive in the field of astronomy?
All things science! You’ll need to have a strong interest in mathematics, physics and chemistry. You’ll also want to be interested in, or start learning computer coding early on in your academic journey. Almost all areas of astronomy will require you to write some type of code. In astronomy, you’ll use computers to analyze data, create simulations, interface with instruments and more. In order to present and explain your astronomical research, you’ll need good written and oral communication skills. Above all, you need to have a strong sense of curiosity, patience and motivation.

Available Concentrations within Astronomy Bachelor’s Degree Programs

Bachelor’s in Astronomy Career Questions

Q: What can I do with an online bachelor’s degree in astronomy?
With a degree in astronomy, you can enter almost any industry, from government to the private sector from media to science research from law to media. The list goes on (but this one is not exhaustive):

  • Astronomer
  • Planetary Scientist
  • Asteroseismologist
  • فيزيائي
  • Research Scientist
  • Aerospace Engineer/Scientist
  • Federal or State Government
  • NASA Researcher or Assistant
  • National Laboratories
  • Observatories: observatory scheduler telescope operator at national observatories data quality specialist for large space-based-observatory ground facilities
  • Teacher
  • Media/Publishing Technical Writer
  • Law/Science Policy
  • Environmental and sustainability areas
  • Geoscientist
  • Meteorologist
  • Scientific Instrumentation Specialist
  • Data Analyst
  • Naval or Air Force Officer
  • Planetarium Program Director

Q: What are some professional organizations in astronomy that I might benefit from joining?

Q: What is the career outlook for those with a bachelor’s degree in astronomy?
According to the Bureau of Labor Statistics, physicists and astronomers have a “faster than average” job growth outlook of 9 percent. The 2018 median pay is $119,580 per year and $57.49 per hour, and there were 21,600 astronomer/physicist jobs that year. However, these stats are centered on those with a PhD in astronomy or physics because most holding an undergraduate degree in astronomy must start off as research assistants and other entry-level positions.

Those holding a bachelor’s degree, according to the BLS, can enter careers as atmospheric scientists and chemists, both of which have a position job growth outlook.

According to the American Institute of Physics, astronomy bachelor’s degree recipients in the private sector and at colleges/universities have a wide range of starting salaries. Those in the private sectors have a median starting salary of $55,000, but those on the computer science side of things make much more.


Automation offers big solution to big data in astronomy

Artist’s impression of the full Square Kilometer Array at night. The SKA, consisting of several thousand dishes located in the deserts of South Africa and Australia, is expected to start full operation about 2025.

It’s almost a rite of passage in physics and astronomy. Scientists spend years scrounging up money to build a fantastic new instrument. Then, when the long-awaited device finally approaches completion, the panic begins: How will they handle the torrent of data?

That’s the situation now, at least, with the Square Kilometer Array (SKA), a radio telescope planned for Africa and Australia that will have an unprecedented ability to deliver data — lots of data points, with lots of details — on the location and properties of stars, galaxies and giant clouds of hydrogen gas.

In a study published in The Astronomical Journal, a team of scientists at the University of Wisconsin–Madison has developed a new, faster approach to analyzing all that data.

Hydrogen clouds may seem less flashy than other radio telescope targets, like exploding galaxies. But hydrogen is fundamental to understanding the cosmos, as it is the most common substance in existence and also the “stuff” of stars and galaxies.

Hubble telescope image of stars forming inside a cloud of cold hydrogen gas and dust in the Carina Nebula, 7,500 light-years away.

Credit: Space Telescope Science Institute

As astronomers get ready for SKA, which is expected to be fully operational in the mid-2020s, “there are all these discussions about what we are going to do with the data,” says Robert Lindner, who performed the research as a postdoctoral fellow in astronomy and now works as a data scientist in the private sector. “We don’t have enough servers to store the data. We don’t even have enough electricity to power the servers. And nobody has a clear idea how to process this tidal wave of data so we can make sense out of it.”

Lindner worked in the lab of Associate Professor Snežana Stanimirović, who studies how hydrogen clouds form and morph into stars, in turn shaping the evolution of galaxies like our own Milky Way.

In many respects, the hydrogen data from SKA will resemble the vastly slower stream coming from existing radio telescopes. The smallest unit, or pixel, will store every bit of information about all hydrogen directly behind a tiny square in the sky. At first, it is not clear if that pixel registers one cloud of hydrogen or many — but answering that question is the basis for knowing the actual location of all that hydrogen.

People are visually oriented and talented in making this interpretation, but interpreting each pixel requires 20 to 30 minutes of concentration using the best existing models and software. So, Lindner asks, how will astronomers interpret hydrogen data from the millions of pixels that SKA will spew? “SKA is so much more sensitive than today’s radio telescopes, and so we are making it impossible to do what we have done in the past.”

In the new study, Lindner and colleagues present a computational approach that solves the hydrogen location problem with just a second of computer time.

For the study, UW–Madison postdoctoral fellow Carlos Vera-Ciro helped write software that could be trained to interpret the “how many clouds behind the pixel?” problem. The software ran on a high-capacity computer network at UW–Madison’s campus computing center, the Center for High Throughput Computing. And “graduate student Claire Murray was our ‘human,’” Lindner says. “She provided the hand-analysis for comparison.”

Those comparisons showed that as the new system swallows SKA’s data deluge, it will be accurate enough to replace manual processing.

Ultimately, the goal is to explore the formation of stars and galaxies, Lindner says. “We’re trying to understand the initial conditions of star formation — how, where, when do they start? How do you know a star is going to form here and not there?”

“We’re trying to understand the initial conditions of star formation — how, where, when do they start? How do you know a star is going to form here and not there?”

To calculate the overall evolution of the universe, cosmologists rely on crude estimates of initial conditions, Lindner says. By correlating data on hydrogen clouds in the Milky Way with ongoing star formation, data from the new radio telescopes will support real numbers that can be entered into the cosmological models.

“We are looking at the Milky Way, because that’s what we can study in the greatest detail,” Lindner says, “but when astronomers study extremely distant parts of the universe, they need to assume certain things about gas and star formation, and the Milky Way is the only place we can get good numbers on that.”

With automated data processing, “suddenly we are not time-limited,” Lindner says. “Let’s take the whole survey from SKA. Even if each pixel is not quite as precise, maybe, as a human calculation, we can do a thousand or a million times more pixels, and so that averages out in our favor.”


What's the easiest way to get 3D-positional data of galaxies - Astronomy

last revised: November 1, 2020

maintained by John Kolena (NCSSM & Duke University)
send suggestions, comments, new items to add, etc. to [email protected]


how to access images from major satellites and observatories
a relatively non-technical intro to common non-FITS image formats
the technical guide to FITS image formats also gsfc FITS links

contents of this page

4) astronomy image processing curriculum activities

6) coming sometime: astronomy java applets

image processing astronomy software for pc/mac

based on my experience, recommendations for intro astronomy
courses (based on ease of use and flexibility)
are tagged

MacOSX 10.9-10.12

LINUX CentOS 6/7
LINUX Ubuntu 14/16

The Chandra X-ray Observatory Education site provides a connection between DS9 software, Chandra data sets, and analysis tools that can be used to analyze Chandra data. You can download DS9 for use interactively with Chandra data or for general use with any FITS data from any source.

This is a web version of the stand-alone app ds9

You can drag-and-drop FITS images
(from an external web site or a local directory)
directly onto the image display for analysis


need WinZip or equivalent
to unzip tgz file

additional installation help at
install help
general help

[combines CCDSoft 5.0
(CCD controller & image processor)
& TheSky
(planetarium
program)]

also, JPEG Viewer and NIH Image have been removed from this list because they do not read FITS images


web & applet astronomical image viewers

software operating system
&
hardware
availability
&
cost
image formats
supported

audience
(or software description)
e-mail contact
(or user guide)
program image format open to image requests? image archive open? statement of purpose e-mail contact







Faulkes Telescope Project

global network of 8 telescopes

yes,
with teacher registration


astronomy image processing curriculum activities

*** = especially recommended

curriculum Program image format supported number of activities availability
Astroart FITS 3 free 3 tutorial activities
Astronomy Village TIFF

[email protected]
Automated Telescope Facility (ATF)
University of Iowa
FITS, GIF 10 free download
Eu-Hou ***
FITS more than 20 free

Faulkes Telescope ***
FITS more than 20 free

Hands On Universe ***
FITS more than 20 free

تلسكوب هابل الفضائي FITS archive

getting started with Hubble image processing
MicroObservatory



Study of Exoplanets
Remote Access Astronomy Project (RAAP)
UC-Santa Barbara


active astronomy citizen science projects
(last updated April 2019)


New Evidence Of How And When The Milky Way Came Together

New research provides the best evidence to date into the timing of how our early Milky Way came together, including the merger with a key satellite galaxy.

Using relatively new methods in astronomy, the researchers were able to identify the most precise ages currently possible for a sample of about a hundred red giant stars in the galaxy.

With this and other data, the researchers were able to show what was happening when the Milky Way merged with an orbiting satellite galaxy, known as Gaia-Enceladus, about 10 billion years ago.

Their results were published today (May 17, 2021) in the journal Nature Astronomy.

"Our evidence suggests that when the merger occurred, the Milky Way had already formed a large population of its own stars," said Fiorenzo Vincenzo, co-author of the study and a fellow in The Ohio State University's Center for Cosmology and Astroparticle Physics.

Many of those "homemade" stars ended up in the thick disc in the middle of the galaxy, while most that were captured from Gaia-Enceladus are in the outer halo of the galaxy.

"The merging event with Gaia-Enceladus is thought to be one of the most important in the Milky Way's history, shaping how we observe it today," said Josefina Montalban, with the School of Physics and Astronomy at the University of Birmingham in the U.K., who led the project.

By calculating the age of the stars, the researchers were able to determine, for the first time, that the stars captured from Gaia-Enceladus have similar or slightly younger ages compared to the majority of stars that were born inside the Milky Way.

A violent merger between two galaxies can't help but shake things up, Vincenzo said. Results showed that the merger changed the orbits of the stars already in the galaxy, making them more eccentric.

Vincenzo compared the stars' movements to a dance, where the stars from the former Gaia-Enceladus move differently than those born within the Milky Way. The stars even "dress" differently, Vincenzo said, with stars from outside showing different chemical compositions from those born inside the Milky Way.

The researchers used several different approaches and data sources to conduct their study.

One way the researchers were able to get such precise ages of the stars was through the use of asteroseismology, a relatively new field that probes the internal structure of stars.

Asteroseismologists study oscillations in stars, which are sound waves that ripple through their interiors, said Mathieu Vrard, a postdoctoral research associate in Ohio State's Department of Astronomy.

"That allows us to get very precise ages for the stars, which are important in determining the chronology of when events happened in the early Milky Way," Vrard said.

The study also used a spectroscopic survey, called APOGEE, which provides the chemical composition of stars - another aid in determining their ages.

"We have shown the great potential of asteroseismology, in combination with spectroscopy, to age-date individual stars," Montalban said.

This study is just the first step, according to the researchers.

"We now intend to apply this approach to larger samples of stars, and to include even more subtle features of the frequency spectra," Vincenzo said.

"This will eventually lead to a much sharper view of the Milky Way's assembly history and evolution, creating a timeline of how our galaxy developed."


شاهد الفيديو: Najlaksi nacin da dobijete kartu za dex rock show (قد 2022).