星系动物园

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星系动物园
Galaxyzoo.jpg
网站类型 志愿者科学计划
语言 英文、法文、西班牙文、德文、意大利文、波兰文、捷克文、繁体中文、简体中文
持有者 大众科学联盟(The Citizen Science Alliance)
创始人 星系动物园团队(Galaxy Zoo Team)
网站 www.galaxyzoo.org
商业性质 非营利组织
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推出时间 2007年7月11日
现状 持续发展中

星系动物园Galaxy Zoo)邀请公众协助在网络上为上百万个星系形状分类,是与天文学相关[1][2][3][4]、由公众成员协助科学研究[5][6]全民科学案例。2016年1月在“自然”发表的“绿豌豆”论文,是星系动物园协助学术研究取得进展的后续最新[7][8];绿豌豆星系是星系动物园志愿分类员于2007年依据星系型态分类时意外发现的一类天体[9]

星系动物园是“宇宙动物园英语Zooniverse (citizen science project)”(Zooniverse)计划的一部分。繁体中文版于2013年10月推出,由中央研究院天文所人员翻译。2014年7月,星系动物园已修订到第7个版本。2016年网站版本再度更新[10]

缘起[编辑]

建筑于阿帕契点天文台的ARCSAT和史隆数位巡天的望远镜。


科学家发现越来越难以应付现代的研究所产生,被称为”资讯泛滥”的海量资料[11][12],通常参与研究的团队自身没有时间、资源或脑力去分析他所拥有的资料[13]Kevin Schawinski,英国牛津大学天文物理学家和星系动物园 的共同创始人,他尝试用眼睛去分辨美国新墨西哥州阿帕契点天文台史隆数位巡天所拍摄的90万个星系做形态学的分类。为解决前述的问题,导致星系动物园的诞生。他说:”我分类了50,000个之后,我就已经麻木了!”[14]Chris Lintott,计划的一位共同赞助者,宣称:”在科学的许多部分,我们不受约束的得到许多资料,但我们可以处理的资料很有限。公众科学是解决这个问题非常强而有力的方法[13]

星系动物园是受到Stardust@home启发的,当时民众咨询美国国家航空航天局从研究星际尘埃撞击彗星的影像中得到了什么[14]。不同于早些时候的公众科学计划,像是SETI@home,是利用电脑处理能力空闲的时间来分析资料(也称为配给,或志愿者计算)。Stardust@home需要志愿者积极的参与来完成研究计划的任务[15]。在2014年8月,星尘团队报告公众科学已经查看了超过100万张图像,首度发现潜在的星际空间粒子[16]

当星系动物园刚开始时,科学团队期望有20-30,000人会参与分类从900,000个星系筛选出来的部分样本[14]。据估计,一个技术娴熟的研究生,一周工作7天,每天24小时,需要3-5年才能对样本中所有的星系分类一次[13]。然而,第一批的星系动物园,在超过十万名的志愿者,大约175天就完成了,而且平均每个星系被分类38次[2]

Chris Lintott评论说:”这是你过去从来没有看到和运用到的部分空间。这些影像是由机器人望远镜自动处理,所以当你登录时是一无所有,你看到的那个星系是从未有人见过的[14]Kevin Schawinski也证实了这一点,他说:"这些星系几乎全都由机器人望远镜拍摄,然后由电脑处理。所以,它们是第一次被人类以眼睛看到[15]。”

志愿者的重要[编辑]

电脑的程式无法可靠的分类星系。根据在这个计划幕后的成员,凯文·沙温斯基,在图形的鉴识与分类的工作上,人脑比电脑更为精准与正确。没有志愿人员的参与,这些图片需要耗费研究人员数年的时间,但他估计只要有10,000至20,000人提供时间来分类这些星系,这些程序只要一个月就能全部完成。

不需要天文学上的知识,在站台上的讲解,将为志愿者显示螺旋、椭圆等星系,并可在显示正确的答案前先试着分辨。也会显示恒星和卫星星基的图片,那些都是机器人望远镜所纪录,但未能分类的天体。然后志愿者可以尝试对一些图片进行分类,如果他们有正确的分类结果,就可以在另一张图片上签名并得到正确分类理由的数字。

之前未看过的影像[编辑]

克莉丝·林道特,另一位计划中的幕后成员评论说:"一个好处是你可以看见过去从未曾看过的太空部分。这些图像是由机器人望远镜取得,并自动进行处理,因此当你登入注册后所看见的第一张图片是过去从来没有人看过的。"[14]沙温斯基证实了这个说法:"这些星系全都是由机器人望远镜拍摄的,然后经过电脑的处理,因此这些都是第一次被人类的眼睛看见的影像。"[15]

原始的目的[编辑]

星系动物园的志愿者先要从影像中判定是螺旋星系还是椭圆星系,如果是螺旋的,就要判定它们是顺时针还是反时针方向。这些影像是由史隆数位巡天使用位于美国新墨西哥州阿帕契点天文台望远镜架台上的数码相机拍摄的。希望透过这样的普查可以提供有价值的资讯,了解不同类型星系的分布状态,让科学家确认现行的星系模型是否正确[17]。这是大众科学的一个范例。

理论学家相信螺旋星系的合并可以成为椭圆星系,而椭圆星系在获得足够的气体和恒星之后,也可以成为螺旋星系[18]。此外,密歇根大学的迈克尔隆吉教授声称螺旋星系的旋转并不是随机的。如果他的看法是正确的,将会迫使宇宙学进行一个重要的反思。这是建立在1,660个星系样本上的调查结论,更大的样本数可以支持或反驳这种看法[19]

进展[编辑]

在2007年8月2日,星系动物园发出了第一份的新闻稿,声明80,000多名的志愿者已经分类了一千万个星系的影像,完成了这个专案第一阶段的目标。现在的目标是:每一个星系都要让20位志愿者独立的予以分类。多位分类的重要性是可以建立一个准确、可靠的数据库,将更能符合科学界的高标准。首先,我们不仅要能区分椭圆星系和螺旋星系,还要能从微弱和模糊不清的影像中辨认出螺旋,这是过去没有人曾经做过的(新闻信札)。

然后,这个目标将提升至由30位热心的志愿者进行分类。最后的数据库将包含由82,931位志愿者分类的34,617,406个星系。为了避免工作上的偏差,将采用黑白和彩色的图像来进行测试和分类,这也需要查验螺旋是逆时针会顺时针方向旋转[20],以及是否是人眼的偏见(似乎已经是这种状况)。

论坛和部落格[编辑]

已经有一个活跃的论坛在关注著星系动物园,有志愿者在那儿发布更鲜明的图像和进行讨论,并且已经有一些有趣(非官方)的结果。环星系变得比一般所相信的更为常见;过去只有两个已知的星系是’三只脚’的- 可能有三支明显的螺旋臂,现在发现的已经更多了[21],还有很多图片是正在合并、碰撞或交互作用中的星系[22]

现在还有科学的'部落格(博客)'[23],有着动物园迄今已有成就的官方摘要。还有一个现在正在进行的专案,征求志愿者回顾一系列可能正在合并的星系。

星系动物园 2[编辑]

在测试版推出了几个月之后,现在正在进行的是更详细的分类制度。在样本中包含由星系动物园中挑选出的250,000个最明亮的星系。星系动物园2将依据星系的形状,核心的明亮或昏暗,和一些更奇特或古怪的段落,如合并或环星系等,进行更详细的分类。在样本中还包括一些在光学上较特异和奥林奇派的污斑。

发现[编辑]

2007年7月,就在星系动物园计划开始后的几天,讨论论坛上就出现荷兰籍的高中老师,哈妮·冯·阿科尔Hanny's Voorwerp [24]所张贴的“给豌豆一个机会”的贴文,贴了几个不同的绿色天体。开始时以为这只是好玩,但到了2007年12月,科学家已经很明确的认为这些不寻常的天体是一种不同类的星系[25],命名为哈尼天体[26]。这些"豌豆星系"在SDSS中的影像都是无法解析的绿色天体。这是因为这些豌豆有非常高的能量,是高度电离的氧离子的发射谱线。NASA在2008年6月25日的每日一天文图 (Astronomy Picture of the Day)[27]分享了绿豌豆星系的图像和介绍。目前一般认为豌豆星系是获黑洞喷流加热的气体云之一部分[28]

2016年4月为止,星系动物园计划累计科学论文数量为48篇[29]。其中一篇论及其是'红化和死亡'的螺旋星系演化进入椭圆星系[30]

位于西班牙La Palma岛的Isaac Newton望远镜群威廉·赫歇耳望远镜,智利的Gemini南天望远镜,美国Arizona州凯特峰 Kitt Peak 上的WIYN望远镜,西班牙Sierra Nevada地区的IRAM电波望远镜 IRAM millimeter dish雨燕卫星星系演化探测器卫星,、钱卓(Chandra)XMM-牛顿卫星朱雀号卫星,还有哈伯望远镜等太空望远镜都加入了为星系动物园发现天体进行后续观测的行列。

相关条目[编辑]

参考资料[编辑]

  1. ^ C.J. Lintott, K. Schawinski, A. Slosar, K. Land, S. Bamford, D. Thomas, M. Jordan Raddick, R.C. Nichol, A.Szalay, D. Andreescu, P. Murray, J. van den Berg. Galaxy Zoo: morphologies derived from visual inspection of galaxies from the Sloan Digital Sky Survey. MNRAS. 2008, 389 (3). Bibcode:2008MNRAS.389.1179L. arXiv:0804.4483v1. doi:10.1111/j.1365-2966.2008.13689.x. 
  2. ^ 2.0 2.1 C. Lintott, K. Schawinski, S. Bamford, A. Slosar, K. Land, D. Thomas, E. Edmondson, K. Masters, R. Nichol, J. Raddick, A. Szalay, D. Andreescu, P. Murray, J. Vandenberg. Galaxy Zoo 1: data release of morphological classifications for nearly 900,000 galaxies. MNRAS. 2011, 410 (1). Bibcode:2011MNRAS.410..166L. arXiv:1007.3265v4. doi:10.1111/j.1365-2966.2010.17432.x. 
  3. ^ K.W. Willett, C.J. Lintott, S.P. Bamford, K.L. Masters, B.D. Simmons, K.R.V. Casteels, E.M. Edmondson, L.F. Fortson, S. Kaviraj, W.C. Keel, T. Melvin, R.C. Nichol, M.J. Raddick, K. Schawinski, R.J. Simpson, R.A. Skibba, A.M. Smith. Galaxy Zoo 2: detailed morphological classifications for 304,122 galaxies from the Sloan Digital Sky Survey. MNRAS. 2013, 435 (4). Bibcode:2013MNRAS.435.2835W. arXiv:1308.3496v2. doi:10.1093/mnras/stt1458. 
  4. ^ S.P. Bamford, R.C. Nichol, I.K. Baldry, K. Land, C.J. Lintott, K. Schawinski and 10 others. Galaxy Zoo : Morphologies Derived from Visual Inspection of Galaxies from the Sloan Digital Sky Survey journal=MNRAS 393 (4). 2009. Bibcode:2009MNRAS.393.1324B. arXiv:0805.2612v2. doi:10.1111/j.1365-2966.2008.14252.x. 
  5. ^ M. Jordan Raddick , G. Bracey, P.L. Gay, C.J. Lintott, P. Murray, K. Schawinski, A.S. Szalay, J. Vandenberg. Galaxy Zoo:Exploring the motivations of citizen science volunteers. Astronomy Education Review. 2010, 9 (1): 010103. Bibcode:2010AEdRv...9a0103R. arXiv:0909.2925. doi:10.3847/AER2009036. 
  6. ^ M. Jordan Raddick, G. Bracey, P. L. Gay, C. J. Lintott, C. Cardamone, P. Murray, K. Schawinski, A.S. Szalay, J. Vandenberg. Galaxy Zoo: Motivations of Citizen Scientists. 2013. arXiv:1303.6886v1. 
  7. ^ 'Green pea' galaxy provides insights to early universe evolution. [2016-04-11]. 
  8. ^ 早期宇宙演化亮出新线索──“绿豌豆”上菜!. [2016-04-11]. 
  9. ^ 网路公民发现豌豆星系. [2016-04-11]. 
  10. ^ 星系特搜 见者有分. [2016-04-11]. 
  11. ^ Experts want EU to tackle scientific data deluge. EurActiv.com. 7 October 2010 [18 July 2014]. 
  12. ^ Supercomputers: 'Data Deluge' Is Changing, Expanding Supercomputer-Based Research. Science Daily. 24 April 2011 [25 August 2011]. 
  13. ^ 13.0 13.1 13.2 Pinkowski, Jennifer. How to Classify a Million Galaxies in Three Weeks. Time. 28 March 2010 [21 July 2011]. 
  14. ^ 14.0 14.1 14.2 14.3 14.4 McGourty, Christine. Scientists seek galaxy hunt help. BBC News. 11 July 2007 [12 July 2007]. 
  15. ^ 15.0 15.1 15.2 Hopkin, Michael. See new galaxies – without leaving your chair. Nature. 11 July 2007 [17 July 2014]. doi:10.1038/news070709-7. 
  16. ^ NASA Press Release. Stardust Team Reports Discovery of First Potential Interstellar Space Particles. NASA. August 14, 2014 [September 4, 2014]. 
  17. ^ Galaxy Zoo opens. inthenews.com. July 11, 2007 [2007-07-12]. (原始内容存档于2007年7月13日). 
  18. ^ Galaxy Zoo - The Science, page 1 互联网档案馆存档,存档日期2008-01-11.
  19. ^ Galaxy Zoo - The Science, page 2 互联网档案馆存档,存档日期2008-01-11.
  20. ^ Why record the galaxy rotation?
  21. ^ three legged well defined spiral galaxy
  22. ^ Biggest cosmic trainwrecks - Mergers
  23. ^ Official Blog of the Galaxy Zoo project
  24. ^ Science News / Galaxy Zoo's Blue Mystery (part 2):
  25. ^ Voorwerp fever and What’s the blue stuff below?
  26. ^ "Teacher finds new cosmic object", BBC, 5 August 2008
  27. ^ What is Hanny's Voorwerp?. Galaxy Zoo Project, ING. 2008-06-25 [2008-06-25]. 
  28. ^ Nature of ‘Hanny's Voorwerp’ revealed
  29. ^ All Publications. [2016-04-11]. 
  30. ^ 絞殺螺旋星系:發現'缺失的一環'

外部链接[编辑]