Ein astronomisches Freiwilligenprojekt hat eine große Bestandsaufnahme verborgener Objekte geliefert
Die NASA sagt, dass Freiwillige, die am Projekt Backyard Worlds: Planet 9 teilnahmen, die bekannte Population Brauner Zwerge praktisch verdoppelt haben, indem sie in den vergangenen zehn Jahren mehr als 3.000 neue Entdeckungen hinzugefügt haben. Das Ergebnis, veröffentlicht im Astronomical Journal, ist ein eindrucksvolles Beispiel dafür, wie Bürgerwissenschaft Forschung in Bereichen beschleunigen kann, in denen große Datensätze weiterhin eine geduldige menschliche Sichtung erfordern.
Braune Zwerge nehmen eine verschwommene Zwischenstellung zwischen Sternen und Planeten ein. Sie sind ungefähr so groß wie Jupiter, aber weniger massereich als Sterne, und sie kommen in der Nachbarschaft der Sonne häufig vor. Die NASA weist darauf hin, dass es dort ungefähr einen Braunen Zwerg auf drei bis vier nahe Sterne gibt. Dennoch sind sie notorisch schwer zu finden, weil sie im Vergleich zu Sternen lichtschwach sind und in dicht gefüllten Himmelsdurchmusterungen leicht übersehen werden können.
Genau diese Schwierigkeit machte das Backyard-Worlds-Projekt wertvoll. Statt sich ausschließlich auf automatisierte Systeme zu verlassen, mobilisierte das Vorhaben eine große, verteilte Gemeinschaft von Freiwilligen, die Infrarotbilder durchsuchten und über lange Zeiträume nach bewegten Objekten suchten.
Mehr als 200.000 Menschen halfen bei der Datensuche
Der Umfang der Beteiligung ist einer der bemerkenswertesten Aspekte der Geschichte. Die NASA sagt, dass im Zeitraum von zehn Jahren, den das Papier abdeckt, rund 200.000 Freiwillige beigetragen haben. Von den 75 Autorinnen und Autoren der Studie sind 61 Freiwillige, ein ungewöhnlich direkter Ausdruck öffentlicher Beteiligung an veröffentlichter wissenschaftlicher Arbeit.
Das Projekt nutzte Bilder des inzwischen außer Dienst gestellten Wide-field Infrared Survey Explorer, kurz WISE, der NASA, sowie der reaktivierten Near-Earth-Object-WISE-Mission NEOWISE-R. Freiwillige sichteten die Bilder auf der Plattform Zooniverse und verglichen oder „blinkten“ Aufnahmen aus einem Zeitraum von 16 Jahren, um Objekte zu identifizieren, die sich vor dem Hintergrundfeld bewegten. Einige Mitwirkende gingen noch weiter und entwickelten eigene Werkzeuge und Datenanalysesoftware, um die Suche zu verbessern.
Dieses hybride Modell aus öffentlicher Arbeit, wissenschaftlicher Aufsicht und archivierten Weltraumdaten verwandelte ein gewaltiges Katalogproblem in einen langfristigen Entdeckungsmotor. Es half auch, den Zugang zur Spitzenastronomie zu verbreitern. Zwei der Autorinnen und Autoren des Papiers begannen als Freiwillige und wechselten später in astronomische Karrieren, ein Zeichen dafür, dass Bürgerwissenschaftsprojekte zugleich Forschungsinfrastruktur und Talentpipeline sein können.
Warum Braune Zwerge wichtig sind
Eine Verdopplung der Stichprobe füllt nicht nur ein Verzeichnis obskurer Objekte. Braune Zwerge sind wichtig, weil sie Astronominnen und Astronomen helfen zu verstehen, wie Sterne und Planeten entstehen, wie Masse in der Galaxie verteilt ist und welche Arten von Objekten mit niedrigen Temperaturen die Sonnenumgebung bevölkern.
Die NASA sagt, die erweiterte Liste habe bereits eine neue Klasse von Objekten offengelegt, die extremen T-Unterzwergen, sowie andere Seltenheiten, darunter ultrakalte Braune Zwerge und ein Objekt, das offenbar Polarlichter aufweist. Diese Funde deuten darauf hin, dass der vergrößerte Katalog nicht einfach mehr vom Gleichen liefert. Er zeigt mehr von der Vielfalt am schwachen Rand der galaktischen Bevölkerung.
Ein reichhaltigeres Inventar Brauner Zwerge hilft auch dabei, die unmittelbare kosmische Nachbarschaft um die Sonne zu kartieren. Weil diese Objekte zahlreich, aber lichtschwach sind, können sie einen erheblichen Teil der lokalen Population ausmachen, ohne in herkömmlichen Himmelsdurchmusterungen offensichtlich zu sein. Genauere Zählungen verbessern Modelle zur Verteilung von Materie in der Nähe und schärfen Annahmen, die Astronominnen und Astronomen beim Studium der Bildung massearmer Objekte verwenden.
Auch im KI-Zeitalter hat menschliche Mustererkennung eine Rolle
In einer Zeit, in der automatisierte Analysen einen Großteil der wissenschaftlichen Rechenarbeit dominieren, erinnert das Backyard-Worlds-Ergebnis daran, dass strukturierte öffentliche Beteiligung in bestimmten Aufgaben weiterhin reine Maschinenansätze übertreffen oder ergänzen kann. Die Jagd nach Braunen Zwergen beruht darauf, subtile Bewegungen und schwache Signaturen über viele Bilder hinweg zu erkennen. Für diese Art von visueller Vergleichsarbeit ist verteilte menschliche Sichtung besonders gut geeignet.
Der Erfolg des Projekts ist kein Argument gegen Automatisierung. Er weist vielmehr auf ein mehrschichtiges Entdeckungsmodell hin, in dem Maschinen das Feld eingrenzen und Menschen das aufspüren, was Algorithmen übersehen können, besonders bei Grenzfällen und ungewöhnlichen Objekten. Dass Freiwillige auch eigene Suchwerkzeuge entwickelten, zeigt, wie schnell Bürgerbeteiligte sich von passiven Helfern zu aktiven Mitwirkenden an der Methodenentwicklung entwickeln können.
Ein größerer Katalog, und die Suche ist noch nicht vorbei
Ein Grund, warum die Zahl der Entdeckungen so bemerkenswert ist, liegt darin, dass das Projekt noch lange nicht abgeschlossen ist. Die NASA sagt, das Team siebe weiterhin mehr als 2 Milliarden Quellen aus, die von WISE und NEOWISE-R gesehen wurden. Das bedeutet, dass das aktuelle Papier möglicherweise nur eine Phase eines viel größeren Vorhabens darstellt, die schwache, kühle Population des Himmels zu kartieren.
Der öffentliche Charakter des Projekts verleiht ihm zudem eine ungewöhnliche Ausdauer. Backyard Worlds endet nicht mit der Veröffentlichung; es bleibt offen für alle, die Zeit und Aufmerksamkeit beitragen wollen. Für die NASA macht das Projekt damit sowohl zu einem Forschungsprogramm als auch zu einem Outreach-Modell, das archivierte Missionsdaten in lebendige wissenschaftliche Arbeit verwandelt.
Die größere Lehre ist, dass die nächsten Entdeckungen der Astronomie nicht nur aus neuen Starts und größeren Teleskopen kommen werden. Sie werden auch aus der besseren Nutzung der bereits gesammelten riesigen Datenmengen und aus neuen Wegen entstehen, Menschen um diese Daten herum zu organisieren. In diesem Fall war der Ertrag eine dramatische Erweiterung der bekannten Population Brauner Zwerge und ein klarerer Blick auf eine der am meisten übersehenen Objektklassen der Galaxie.
Für professionelle Astronominnen und Astronomen bietet der neue Katalog eine tiefere Grundlage für die Erforschung ultrakalter Atmosphären, seltener Unterklassen und der lokalen galaktischen Struktur. Für die Freiwilligen, die ihn aufgebaut haben, ist das Ergebnis der Beweis, dass bedeutsame Entdeckungen in der modernen Weltraumforschung nicht mehr auf Personen innerhalb traditioneller Institutionen beschränkt sind. Manchmal beginnt alles mit einem öffentlichen Bildbetrachter, Geduld und einem sich bewegenden Infrarotpunkt.
Dieser Artikel basiert auf einer Berichterstattung von science.nasa.gov. Originalartikel lesen.
Originally published on science.nasa.gov
