Im Rahmen eines Citizen-Science-Projekts, das die Öffentlichkeit dazu einlädt, bei der Identifizierung kosmischer Explosionen mitzuwirken, wurden bereits 20 neue astronomische Entdeckungen gemacht.
Über 2.000 Freiwillige in 105 verschiedenen Ländern haben über einen Zeitraum von sechs Monaten an 600.000 Klassifizierungen gearbeitet.
Das Projekt Kilonova-Sucher zielt darauf ab, Kilonovae zu finden – die kosmischen Explosionen von Neutronensternen und Schwarzen Löchern, die in entfernten Galaxien kollidieren.
Freiwillige werden gebeten, „Finde den Unterschied“ zu spielen und dabei Daten der beiden Gravitational-wave Optical Transient Observer (GOTO)-Teleskope zu verwenden, die sich auf gegenüberliegenden Seiten des Planeten befinden – auf La Palma auf den Kanarischen Inseln in Spanien und am Siding Spring Observatory in Australien.
Dr. Lisa Kelsey vom Institut für Kosmologie und Gravitation der Universität Portsmouth sagte: „Der Erfolg von Kilonova Seekers zeigt, wie unschätzbar wichtig die Beteiligung der Öffentlichkeit an wissenschaftlichen Entdeckungen ist. Der Beitrag der Bürgerwissenschaftler hilft uns wirklich dabei, die Grenzen unseres Verständnisses des Universums zu erweitern.“
Die erste Stufe von Kilonova Seekers wird in einem Papier veröffentlicht in Monatliche Mitteilungen der Royal Astronomical Society.
Obwohl noch nicht alle 20 Entdeckungen klassifiziert wurden, haben die Forscher fünf als Supernovae vom Typ la identifiziert, bei denen es sich um kräftige und helle Sternexplosionen handelt.
Supernovae vom Typ la sind in der Astronomie wichtig, weil sie eine gleichbleibende Spitzenhelligkeit aufweisen, was sie als „standardisierbare Kerzen“ zur Messung von Entfernungen im Weltraum nützlich macht. Wenn Astronomen wissen, wie hell diese Supernovae sein sollten, können sie berechnen, wie weit sie entfernt sind, was dabei hilft, die beschleunigte Expansion des Universums zu messen.
Die andere Entdeckung, die als geheim eingestuft wurde, ist ein kataklysmischer veränderlicher Stern. Dabei handelt es sich um ein Doppelsternsystem, bei dem ein weißer Zwergstern seinem Begleitstern Materie stiehlt, was zu hellen Lichtblitzen führt.
Dr. Kelsey fügte hinzu: „Die restlichen 14 wurden noch nicht klassifiziert, daher sind wir uns nicht sicher, um was für ein Exemplar es sich genau handelt.“
Zu den wichtigsten Errungenschaften des Projekts zählen die Geschwindigkeit der Klassifizierung und die Konsensfindung unter den Freiwilligen.
Dr. Kelsey sagte: „Da wir Freiwillige aus der ganzen Welt haben, ist fast immer jemand online, der sich die Daten in Echtzeit ansieht.“
Wissenschaftler überwachen Warnmeldungen der Gravitationswellendetektoren LIGO, Virgo und KAGRA, die die GOTO-Teleskope innerhalb von 30 Sekunden dazu veranlassen, den Himmel abzusuchen. Alle aufgenommenen Bilder werden dann über Zooniverse, die weltweit größte und beliebteste Plattform zur Förderung von Bürgerwissenschaft, mit der Öffentlichkeit geteilt.
Kilonova Seekers wurde am 11. Juli 2023 öffentlich auf Zooniverse gestartet und innerhalb der ersten 30 Minuten gab es 1.000 Klassifizierungen.
Basierend auf Daten, die von Google Analytics erhalten wurden, gibt es Teilnehmer von allen Kontinenten außer der Antarktis. Die breite Zugänglichkeit von Zooniverse-Projekten ermöglicht es Forschern, Länder zu erreichen, die in astronomischen Gemeinschaften traditionell unterrepräsentiert sein können.
Die USA sind mit 1.284 Nutzern der mit Abstand größte Beitragszahler. Das Vereinigte Königreich hat mit 615 Nutzern etwa die Hälfte davon. Die aktivsten sind jedoch die Nutzer aus Portugal, von denen jeder im Durchschnitt mehr als 2.750 Seiten ansieht.
Dr. Kelsey fügte hinzu: „Das Projekt trägt nicht nur zur Entdeckung vorübergehender Phänomene bei, sondern fördert auch die Entwicklung von Klassifizierungsalgorithmen der nächsten Generation. Das bedeutet, dass wir mit Hilfe der Öffentlichkeit bessere Möglichkeiten zum Sortieren und Verstehen der Informationen schaffen können.“
„Diese Geschwindigkeit der menschlichen Überprüfung ist ohne das Engagement unserer Bürgerwissenschaftler einfach nicht aufrechtzuerhalten.“
Dr. Tom Killestein von der Universität Turku in Finnland sagte: „Neben all den Entdeckungen, die die Freiwilligen gemacht haben, haben sie eine Liste mit über 20.000 Goldstandardbeispielen erstellt, die wir zur Verbesserung unserer Klassifikatoren für maschinelles Lernen verwendet haben. Diese leistungsstarke Synergie zwischen maschinellem Lernen und Bürgerwissenschaft wird es uns ermöglichen, unsere Algorithmen kontinuierlich zu verbessern und die Anzahl der Entdeckungen von Supernovas und anderen spannenden Objekten direkt zu erhöhen.“
Weitere Informationen:
TL Killestein et al, Kilonova Seekers: Das GOTO-Projekt für Echtzeit-Bürgerwissenschaft in der Zeitbereichsastrophysik, Monatliche Mitteilungen der Royal Astronomical Society (2024). DOI: 10.1093/mnras/stae1817