Erste wissenschaftliche Ergebnisse von Galaxy Cruise

Galaxy Cruise, ein bürgerwissenschaftliches Projekt unter der Leitung des National Astronomical Observatory of Japan (NAOJ), bereist seit 2019 mit Bürgerastronomen den kosmischen Ozean, um die Geheimnisse der Galaxien aufzudecken.

Mithilfe der tiefen, hochwertigen Bilder des Subaru-Teleskops in Kombination mit hochpräzisen Galaxienklassifizierungen der Bürgerastronomen bestätigten professionelle Forscher eindeutig, dass Galaxien aktiver werden, wenn sie mit anderen Galaxien kollidieren und verschmelzen. Dieses Ergebnis wird im ersten wissenschaftlichen Artikel von Galaxy Cruise berichtet. Die Klassifikationen der Bürgerastronomen werden der Öffentlichkeit zugänglich gemacht, damit Astronomen aus aller Welt sie für neue Entdeckungen nutzen können.

Diese Arbeit wurde online veröffentlicht in Veröffentlichungen der Astronomical Society of Japan am 26. September 2023 mit dem Titel „Galaxy Cruise: Tiefe Einblicke in interagierende Galaxien im lokalen Universum.“

Das Universum ist mit einer Vielzahl von Galaxien gefüllt; Einige Galaxien sind rote elliptische Galaxien, während andere blaue Spiralgalaxien sind. Es gibt auch Galaxien ohne klar definierte Formen. Es wird angenommen, dass diese Vielfalt durch Kollisionen und Verschmelzungen zwischen Galaxien über kosmische Zeitskalen hinweg entsteht. Die genaue Rolle von Kollisionen und Verschmelzungen ist jedoch noch immer kaum verstanden, da wechselwirkende Galaxien seltene Objekte sind und daher schwer zu finden sind.

Um diese Schwierigkeit zu überwinden, rief Galaxy Cruise Bürgerastronomen um Hilfe, um interagierende Galaxien anhand der Tiefenbilder zu identifizieren, die mit der am Subaru-Teleskop installierten Hyper Suprime-Cam (HSC) aufgenommen wurden.

Bürgerastronomen sind keineswegs professionelle Astronomen, aber können sie Galaxien klassifizieren? Ja, sie können! Professionelle Astronomen zeigen ihnen wie. Bürgerastronomen werden gebeten, einen Schulungskurs zu absolvieren, um die Grundlagen der Galaxienmorphologie zu verstehen. Sobald sie den Kurs bestanden haben, erhalten sie eine Bordkarte für Galaxy Cruise.

Viele Bürgerastronomen stiegen ein und waren fasziniert von der Vielfalt der Galaxien im Universum. Etwa 10.000 Bürgerastronomen erkundeten in den ersten 2,5 Jahren von Galaxy Cruise das Universum und führten mehr als 2 Millionen Klassifizierungen durch. Eine so große Zahl an Klassifizierungen wäre von professionellen Astronomen allein nicht möglich gewesen.

Dr. Masayuki Tanaka, der „Kapitän“ von Galaxy Cruise, analysierte sorgfältig die Klassifizierungen der Bürgerwissenschaftler und stellte fest, dass die Bürgerastronomen Galaxien sehr gut klassifizierten. Abbildung 2 verdeutlicht die Genauigkeit. Die Qualität der HSC-Bilder ist entscheidend für die hohe Klassifizierungsgenauigkeit; Es gibt viele Galaxien, die in früheren Studien als elliptische Galaxien klassifiziert wurden, aber in den tieferen HSC-Bildern zeigen sie deutliche Spiralarme. „Die Klassifizierungsgenauigkeit von Galaxy Cruise übertrifft frühere Studien“, sagt Tanaka.

Gleiches gilt für interagierende Galaxien, die im Mittelpunkt von Galaxy Cruise stehen. Wenn Galaxien kollidieren und verschmelzen, zeigen sie oft verzerrte Formen mit charakteristischen Merkmalen um sie herum, wie etwa Gezeitenschweifen. Diese Merkmale sind oft diffus und schwach und können leicht übersehen werden. Dank der hohen Empfindlichkeit und der hohen Winkelauflösung der HSC-Bilder konnte Galaxy Cruise diese schwachen Merkmale jedoch erfolgreich erfassen.

Die Bürgerastronomen entdeckten, dass viele der „normalen“ (dh nicht wechselwirkenden) Galaxien, über die in früheren Studien berichtet wurde, tatsächlich Anzeichen einer Wechselwirkung aufweisen. Darüber hinaus identifizierten Bürgerastronomen Galaxien, die derzeit heftige Verschmelzungen erleben.

Abbildung 3 zeigt diese gewaltsamen Fusionen. Sie alle zeigen deutlich verzerrte Formen mit sehr komplexen Strukturen. Solche heftigen Verschmelzungen sind äußerst selten und eine statistische Stichprobe solcher Galaxien verdeutlicht die Aussagekraft visueller Klassifizierungen durch eine große Zahl von Bürgerastronomen.

Die Stichprobe interagierender Galaxien ergab, dass diese Galaxien im Vergleich zu normalen Galaxien ein erhöhtes Maß an Sternentstehungsaktivität aufweisen (Anmerkung 1). Darüber hinaus wurde festgestellt, dass supermassereiche Schwarze Löcher auch aktiver sind. Interessanterweise ist diese Aktivität bei gewaltsamen Fusionen, wie sie in Abbildung 3 dargestellt sind, am deutlichsten verstärkt.

Es ist wahrscheinlich, dass die endgültige Verschmelzung eines Fusionsereignisses der Moment ist, in dem die interne Aktivität von Galaxien am stärksten gesteigert wird. Diese interessanten Ergebnisse wurden in einer wissenschaftlichen Arbeit veröffentlicht. Dies ist die erste Veröffentlichung von Galaxy Cruise und ein Meilenstein nicht nur für Astronomen, sondern auch für die teilnehmenden Bürgerastronomen.

„Es wurden viele Anstrengungen unternommen, um die Sternentstehung und die Aktivitäten von Schwarzen Löchern bei der Verschmelzung von Galaxien zu verstehen“, sagt Tanaka. „Forscher sind jedoch oft zu widersprüchlichen Ergebnissen gekommen. Dies ist wahrscheinlich auf die Schwierigkeiten bei der Identifizierung verschmelzender Galaxien, Unterschiede in der Definition von Verschmelzungen, Unterschiede in der Art und Weise, wie die Galaxien analysiert werden usw. zurückzuführen. Galaxy Cruise geht das Problem klassisch visuell an.“ Einstufung.“

„Es ist eine zeitaufwändige, aber leistungsstarke Methode zur Identifizierung von Verschmelzungen. In Kombination mit den hochwertigen HSC-Bildern konnten wir eine bessere Stichprobe von Verschmelzungen erstellen als zuvor und es führte uns zu der eindeutigen Bestätigung, dass Verschmelzungen die internen Aktivitäten von Galaxien verstärken. Das ist.“ ein äußerst spannendes Ergebnis, das ohne die Beteiligung so vieler Bürgerastronomen nicht möglich gewesen wäre.“

Der Klassifizierungskatalog von Galaxy Cruise wurde zusammen mit der Veröffentlichung des Artikels der Öffentlichkeit zugänglich gemacht. Die hochwertigen Klassifikationen werden von professionellen Astronomen aus aller Welt weiter genutzt. Der Katalog wird sie hoffentlich zu neuen Entdeckungen führen.

„Die Leute denken vielleicht, dass wissenschaftliche Arbeit nur etwas für professionelle Forscher ist. Das ist nicht unbedingt der Fall. Bürger der Öffentlichkeit können sicherlich einen Beitrag leisten, wie Galaxy Cruise gezeigt hat. Galaxy Cruise ist immer noch auf der Reise. Warum schließen Sie sich uns nicht an? Ich freue mich darauf, Sie begrüßen zu dürfen.“ „Sie sind an Bord und lösen gemeinsam die Geheimnisse der Galaxien“, schließt Kapitän Tanaka.