Tutkijat tekivät suuren yleisön avulla 20 uutta tähtitieteellistä löytöä

Kilonova Seekers -nimisen kansalaistiedeprojektin tavoitteena on löytää kilonovia, jotka ovat kahden neutronitähden törmäyksessä syntyviä kosmisia räjähdyksiä kaukaisissa galakseissa. Puoli vuotta kestäneen projektin aikana yli 2 000 vapaaehtoista 105 eri maasta on auttanut tutkijoita tekemällä 600 000 luokittelua. Suomesta projektissa on mukana Turun yliopisto.

Projektissa vapaaehtoiset pyrkivät havaitsemaan kuvista eroavaisuuksia, kun he tarkastelevat kahden vastakkaisilla pallonpuoliskoilla sijaitsevan teleskoopin keräämiä havaintoaineistoja. Kyseiset GOTO-teleskoopit (Gravitational-wave Optical Transient Observer) sijaitsevat La Palmalla Espanjaan kuuluvilla Kanariansaarilla ja Australian Siding Spring -observatoriolla.

– Kilonova Seekers -projektimme menestys osoittaa, että suuren yleisön osallistumisella voi olla korvaamaton rooli tieteellisissä löydöissä. Vapaaehtoisten panos todella auttaa meitä lisäämään ymmärrystämme maailmankaikkeudesta, sanoo tutkija Lisa Kelsey Portsmouthin yliopistosta.

Kilonova Seekers -projektin aineisto AT2023xqy. Vapaaehtoiset tunnistivat tämän kohteen ja raportoivat siitä kolme tuntia ja 20 minuuttia sen jälkeen, kun GOTO-teleskoopit olivat tehneet havainnon. Kuva: GOTO-konsortio, lisenssi: CC BY 4.0

Supernoviin liittyvät löydöt antavat tärkeää tietoa maailmankaikkeuden laajenemisesta

Ihan kaikkia vapaaehtoisten tekemistä löydöistä ei ole vielä spektroskooppisesti luokiteltu, mutta tutkijat ovat tunnistaneet niistä viisi tyypin la supernoviksi, jotka ovat voimakkaita ja kirkkaita tähtien räjähdyksiä.

Tyypin la supernovat ovat tärkeitä tähtitieteessä, koska niillä on tasainen huippukirkkaus, mikä tekee niistä hyödyllisiä avaruuden etäisyyksien mittaamiseen. Kun tutkijat tietävät, kuinka kirkkaita näiden supernovien pitäisi olla, he voivat laskea miten kaukana ne ovat. Tämä auttaa mittaamaan maailmankaikkeuden kiihtyvää laajenemista.

Yksi jo luokitelluista löydöistä on kataklysminen muuttujatähti. Kyseessä on kaksoistähtijärjestelmä, jossa valkoinen kääpiötähti varastaa materiaa kumppanitähdeltään, mikä aiheuttaa kirkkaita valonvälähdyksiä.

– Muita 14 löytöä emme ole vielä luokitelleet, joten emme ole täysin varmoja, mitä ne edes ovat, kertoo tutkijatohtori Thomas Killestein Turun yliopistosta.

Tutkijoiden mukaan yksi projektin tärkeimmistä saavutuksista on luokittelun nopeus ja vapaaehtoisten yksimielisyys.

– Projektissa on mukana vapaaehtoisia ympäri maailmaa, joten on melkein aina joku, joka tarkastelee tietoja reaaliajassa, Killestein toteaa.

Kansalaistiedeprojekti on kerännyt osallistujia ympäri maailmaa

Projektissa mukana olevat tutkijat seuraavat kolmen gravitaatioaaltoja mittaavan observatorion tekemiä ”hälytyksiä”, joiden seurauksena GOTO-teleskoopit alkavat havainnoida aluetta taivaalla 30 sekunnissa. Tutkijat jakavat kaikki teleskooppien ottamat kuvat yleisölle Zooniversen kautta, joka on maailman suurin ja suosituin kansalaistiedeportaali.

Kilonova Seekers -projekti käynnistettiin Zooniversessa 11.2.2023, ja jo ensimmäisen puolen tunnin aikana vapaaehtoiset tekivät 1000 luokittelua. Projektiin on sivustotietojen perusteella osallistunut ihmisiä ympäri maailmaa. Hankkeen saavutettavuuden ansiosta tutkijat pystyvät tavoittamaan niitäkin maita, jotka voivat perinteisesti olla aliedustettuina tähtitieteellisissä yhteisöissä.

Suurin osa vapaaehtoisista tulee Yhdysvalloista, jossa on yhteensä 1284 osallistujaa. Iso-Britanniassa osallistujia on noin puolet tästä, 615 vapaaehtoista. Aktiivisimpia puolestaan ovat portugalilaiset vapaaehtoiset, joista jokainen katsoo keskimäärin yli 2 750 kohdetta.

– Projekti ei ainoastaan edistä nopean aikaskaalan tähtitieteellisten ilmiöiden löytämistä, vaan se myös tehostaa seuraavan sukupolven luokittelualgoritmien kehittämistä. Tämä tarkoittaa, että yleisön avulla voimme luoda parempia tapoja järjestää ja ymmärtää tietoa, Kelsey sanoo.

– Varsinaisten tähtitieteellisten löytöjen lisäksi vapaaehtoisten tekemän työn pohjalta on luotu yli 20 000 kohteen aineisto, jota olemme hyödyntäneet parantaaksemme koneoppimisen käyttöä luokitteluissa. Tämä koneoppimisen ja kansalaistieteen välinen synergia antaa meille mahdollisuuden parantaa algoritmejamme jatkuvasti. Samaan aikaan voimme myös tehdä yhä enemmän löytöjä liittyen supernoviin ja muihin kiinnostaviin kohteisiin, Killestein kertoo.

– Turun yliopisto on mukana partnerina GOTO-konsortiossa, jonka teleskoopit mahdollistavat gravitaatioaaltojen lähteiden näkyvän valon vastineiden reaaliaikaisen etsimisen ihmissilmälle näkyvän valon alueella, lisää tähtieteen professori Seppo Mattila Turun yliopistosta.

– Turun yliopiston tuen ansiosta pääsimme mukaan tähän jännittävään projektiin, ja nyt pääsemme tekemään tieteellisiä löytöjä yhdessä eri puolilla maailmaa asuvien ihmisten kanssa, iloitsee yliopistotutkija Rubina Kotak Turun yliopistosta.

Kilonova Seekers -projektin ensimmäisen vaiheen tuloksia kuvaava tutkimusartikkeli on julkaistu Monthly Notices of the Royal Astronomical Society -julkaisusarjassa.

Pääkuva: Krzysztof Ulaczyk (GOTO-teleskoopin kupolit La Palmalla.)

Lisätietoja

Thomas Killestein, +358468002103, thomas.killestein@utu.fi (yhteydenotot englanniksi)