Die kommenden Flaggschiff-Astrophysikmissionen der NASA, das Nancy Grace Roman Space Telescope und das Habitable Worlds Observatory, werden Planeten außerhalb unseres Sonnensystems, sogenannte Exoplaneten, untersuchen. Bislang wurden mehr als 5.000 Exoplaneten bestätigt – und da Wissenschaftler davon ausgehen, dass es für jeden Stern am Himmel mindestens einen Exoplaneten gibt, hat die Jagd gerade erst begonnen.
Exoplaneten-Entdeckungen von Roman und dem Habitable Worlds Observatory können nicht nur von professionellen Forschern, sondern auch von interessierten Mitgliedern der Öffentlichkeit, sogenannten Bürgerwissenschaftlern, gemacht werden.
Die Exoplanetenforschung ist seit langem in die Bürgerwissenschaft involviert. Die TESS-Mission (Transiting Exoplanet Survey Satellite) der NASA und die inzwischen eingestellte Kepler-Mission, die für die überwiegende Mehrheit der bisherigen Exoplanetenentdeckungen verantwortlich sind, stellten Beobachtungen unmittelbar nach der Verarbeitung der Öffentlichkeit kostenlos zur Verfügung. Diese Politik der offenen Wissenschaft ebnete den Weg für die Öffentlichkeit, sich an der Exoplanetenforschung der NASA zu beteiligen.
Die NASA Planetenjäger TESS Das Projekt lädt die Öffentlichkeit ein, Exoplaneten-Lichtkurven von TESS online zu klassifizieren. Ein weiteres Projekt, Exoplaneten-Beobachtung, ermöglicht es Bürgerwissenschaftlern, Daten über bekannte Exoplaneten zu sammeln, ihre Beobachtungen an das öffentliche Datenarchiv der NASA zu übermitteln und Anerkennung zu erhalten, wenn ihre Beobachtung in einem wissenschaftlichen Artikel verwendet wird. Die Teilnehmer benötigen nicht einmal ein eigenes Teleskop – Exoplanet Watch kuratiert auch Daten von Roboterteleskopen, die die Benutzer verarbeiten können.
„Jeder auf der Welt, der Zugang zu einem Smartphone oder Laptop hat, kann an vielen dieser Bürgerwissenschaftsbemühungen teilnehmen und uns helfen, mehr über den Kosmos zu erfahren“, sagte Rob Zellem, Projektleiter und Projektwissenschaftler von Exoplanet Watch und Astrophysiker am Goddard Space Flight Center der NASA in Greenbelt, Maryland.
Die Citizen Science-Projekte der NASA haben anhand von Kepler- und TESS-Daten mehrere neue Planeten entdeckt. Sie haben Wissenschaftlern auch dabei geholfen, den besten Zeitpunkt für die Beobachtung wichtiger Ziele genauer festzulegen und so bei aktuellen Flaggschiff-Missionen wie dem James-Webb-Weltraumteleskop der NASA viele Stunden wertvoller Beobachtungszeit einzusparen.
Roman und das Habitable Worlds Observatory bieten noch mehr Möglichkeiten für die Bürgerwissenschaft. Der Start von Roman ist für Mai 2027 geplant. Das Observatorium wird Exoplaneten durch direkte Bildgebung, Transite und Gravitationsmikrolinsen entdecken. Anschließend wird das Habitable Worlds Observatory direkte Bilder von Sternen in unserer Sonnenumgebung aufnehmen, um potenziell bewohnbare Planeten zu finden und ihre Atmosphären zu untersuchen.
Wie zuvor bei Kepler und TESS werden die Daten von Roman und dem Habitable Worlds Observatory unmittelbar nach der Verarbeitung sowohl der wissenschaftlichen Gemeinschaft als auch der Öffentlichkeit zur Verfügung stehen. Da Romans Durchmusterungen voraussichtlich jeden Tag ein Terabyte an Daten zur Erde liefern werden – über 17 Mal so viel wie Webb –, bietet sich für die Öffentlichkeit eine riesige Chance, bei der Auswertung der Informationen mitzuhelfen.
„Die breite Öffentlichkeit kann die Daten von Roman genauso schnell abrufen wie ich als an der Mission beteiligter Wissenschaftler“, sagte Zellem, der auch als stellvertretender Projektwissenschaftler für Kommunikation bei NASA Goddard fungiert. „Das macht Roman wirklich zu einer Mission für jedermann.“
Obwohl die vollständigen Kapazitäten und Instrumente des Habitable Worlds Observatory noch nicht endgültig festgelegt sind, wird die Einbeziehung der Bürgerwissenschaft voraussichtlich fortgesetzt. Das Team hinter der Mission verfolgt einen gemeinschaftsorientierten Planungsansatz, indem es Arbeitsgruppen für Freiwillige öffnet, die einen Beitrag leisten möchten.
„Mit dem Habitable Worlds Observatory wird bereits der Ton für offene Wissenschaft gesetzt“, sagte Megan Ansdell, die Programmwissenschaftlerin für die Mission im NASA-Hauptquartier in Washington. „Der Prozess ist so offen wie möglich, und diese Arbeitsgruppen stehen jedem auf der Welt offen, der mitmachen möchte.“ Es nehmen bereits mehr als 1.000 Mitglieder der Community-Arbeitsgruppe teil, von denen einige Bürgerwissenschaftler sind.
Zukünftige Citizen Science-Initiativen könnten zur Steigerung ihrer Wirksamkeit mit hochmodernen Werkzeugen wie künstlicher Intelligenz (KI) kombiniert werden. „KI kann bei der Klassifizierung und Identifizierung anomaler Dinge außerordentlich leistungsfähig sein“, sagte Joshua Pepper, stellvertretender Programmwissenschaftler des Habitable Worlds Observatory am NASA-Hauptquartier. „Aber die Bewertung dieser anomalen Dinge erfordert oft menschliche Einsicht, Intervention und Überprüfung, und ich denke, das könnte ein wirklich fantastischer Bereich für die Beteiligung von Citizen Scientists sein.“
Vor dem Start von Roman und des Habitable Worlds Observatory müssen Exoplaneten-Bürgerwissenschaftler noch jede Menge Daten von den Kepler- und TESS-Satelliten analysieren, aber die Beiträge der Gemeinschaft werden noch wichtiger, wenn die Daten der neuen Missionen eintreffen. Wie Zellem sagte: „Wir befinden uns gerade in einem goldenen Zeitalter der Exoplanetenforschung.“