La Fondation Kavli Q&A: Quel Est La Science Citoyenne En Voiture Découverte?

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“Crowd-sourcing” de l’univers: Grâce à des portails en ligne, des légions de volontaires astronomes se tournent leurs yeux vers le ciel et de faire extraordinaire de la science. Trois scientifiques de discuter de l’avenir de citoyen de l’astronomie.

Un collage de 29 nouvelles lentilles gravitationnelles candidats découvert par des citoyens scientifiques à l’aide de l’Espace de déformation.
L’Espace De Funes / Canada-France-Hawaii Telescope Legacy Survey

Les astronomes sont de plus en plus à l’enrôlement volontaire “citoyens scientifiques” pour les aider à examiner un flot ininterrompu d’images et de mesures de l’univers. Ces bénévoles efforts combinés ont un impact puissant sur l’étude du cosmos.

Seulement, en novembre dernier, un citoyen de la science projet appelé Espace se Déforme a annoncé la découverte de 29 nouvelles lentilles gravitationnelles, les régions de l’univers où les objets massifs plier les chemins de photons (à partir de galaxies et d’autres sources de lumière) dans leur voyage vers la Terre. Comme les phénomènes cosmiques aller, les lentilles sont très prisés par les scientifiques, car ils offrent un aperçu alléchant des objets trop éloignés, et dim, être vu à travers les télescopes, ainsi que des informations essentielles sur la lentille objets eux-mêmes.

L’Espace Chaînes ” courriers de lentilles est d’autant plus impressionnante en raison de la façon dont il a été obtenu. Au cours d’une période de huit mois, environ 37 000 bénévoles passé au peigne fin plus de 430 000 images numériques dans un immense photo en ligne de la bibliothèque de l’espace profond. Automatisé des programmes informatiques ont identifié plus de 500 lentilles gravitationnelles sur astronome livres. Cependant, les ordinateurs pas réussi à marquer le 29 lentilles de l’Espace Chaînes volontaires repéré, en parlant de compétences uniques, nous les humains possèdent.

Dans ce Q&A, avec l’aimable autorisation de La Fondation Kavli, trois chercheurs de discuter des possibilités de la science citoyenne et surtout, la place des Chaines de projet. Tous les trois sont co-auteurs de deux articles publiés dans les monthly Notices of the Royal Astronomical Society décrivant l’Espace se Déforme résultats. Dans le Kavli de la Fondation de la table ronde, les chercheurs ont discuté de ce qui a été trouvé et le rôle critique de la science citoyenne dans l’avancement des découvertes astronomiques.

Les participants:

  • Anupreeta Plus – est un projet chercheur à l’Institut Kavli de Physique et de Mathématiques de l’Univers (Kavli IPMU) à l’Université de Tokyo. De plus, un co-investigateur principal de l’Espace se Déforme, un projet citoyen dédié à l’identification des lentilles gravitationnelles.
  • Aprajita Verma est un chercheur principal au département de physique à l’Université d’Oxford. Verma est aussi co-investigateur principal de l’Espace de déformation.
  • Chris Lintott – est professeur d’astrophysique et de la science citoyenne de plomb à l’Université d’Oxford. Lintott est un co-fondateur de Galaxy Zoo, un citoyen de la science de projet dans laquelle les volontaires classer les types de galaxies, et l’investigateur principal de l’ Zooniverse citoyen de la science portail web.

Ce qui suit est une transcription de la table-ronde. Les participants ont la possibilité de modifier ou de modifier leurs remarques.

La Fondation Kavli: Anupreeta et Aprajita, d’où vous est venue l’idée — le long de avec votre co-chercheur principal Phil Marshall de l’Institut Kavli pour l’Astrophysique des Particules et de la Cosmologie (KIPAC) à l’Université de Stanford à mettre des volontaires pour travailler sur l’identification des lentilles gravitationnelles de départ de retour en 2013?

ANUPREETA PLUS: il y A quelques années, Chris Lintott donné une conférence sur la science citoyenne à l’Institut Kavli de Physique Cosmologique à Chicago, où je travaillais à l’époque. Il m’a fait penser à un objectif de recherche en sciences citoyennes.

APRAJITA VERMA: Pour Phil Marshall et moi, l’Espace se Déforme a grandi hors de Galaxy Zoo. Peu après la Galaxy Zoo lancé, j’ai commencé à regarder certaines des galaxies qui ont été postées sur le Galaxy Zoo utilisateur du forum qui a le potentiel réfléchie caractéristiques qui les entourent. Ce fut un très grand par le produit de la core Galaxy Zoo de projet. Cependant, nous nous sommes rendu compte que pour trouver ces très rare, sources, qui sont souvent confondus avec d’autres objets, nous avons vraiment besoin d’une interface sur mesure efficace de trouver des lentilles. Ceci s’est développé en l’Espace de déformation.

TKF: Chris, Galaxy Zoo lui-même a été inspiré par Stardust@home, la première astronomie science citoyenne projet dans lequel les gens ont joué un rôle actif. Jusqu’alors, les citoyens scientifiques étaient souvent propriétaires d’ordinateurs qui ont offert gratuit la puissance de traitement sur leurs appareils à l’aide de la machine pilotée par l’analyse des données. Avez-vous été concerné, lorsque vous avez commencé Galaxy Zoo, en 2007, qu’il serait difficile de recruter des bénévoles?

CHRIS LINTOTT: Depuis Stardust@home impliqués personnes à la recherche d’images de la comète de grains de poussière ramené par la NASA, la sonde spatiale Stardust, nous nous sommes dit “et Bien, si les gens sont prêts à regarder les grains de poussière, alors sûrement qu’ils seraient heureux de le regarder de notre galaxie!” Mais qui s’est avéré être presque à côté de la question. Comme nous l’avons fait beaucoup de ces citoyen de la science des projets au fil des ans, nous avons découvert qu’il est pas la qualité des images. Après tout, nos galaxies ne sont généralement pas beau. Ils ne sont pas le Télescope spatial Hubble coups que vous vous attendez à trouver sur la première page du New York Times. Nos galaxies sont souvent floues, peu énigmatique des gouttes. L’Espace Déforme les images sont jolies, mais encore une fois ils ne sont pas le genre de chose que vous vendre une affiche dans la boutique de cadeaux au Centre spatial Kennedy.

C’est en fait les idées que amener les gens excité. Je pense que l’Espace se Déforme et Galaxy Zoo ont été couronnés de succès parce qu’ils ont fait un excellent travail d’expliquer aux gens pourquoi nous avons besoin de leur aide. Nous sommes en train de dire: “Regardez, si vous n’cette tâche simple, il nous permet de faire de la science.” Cette idée est le mieux illustré par les Chasseurs de planètes, un projet de science citoyenne qui recherche des exoplanètes dans les données de Kepler de la NASA vaisseau spatial. Les utilisateurs sont à la recherche à des graphiques pour le plaisir. Mais parce que l’idée est la découverte des exoplanètes, les gens vont se mettre en place avec en regardant les données.

TKF: Quelle sorte de science unique est rendue possible en raison de l’Espace se Déforme?

VERMA: lentilles Gravitationnelles nous permettre de regarder des objets, comme des galaxies très éloignées, qui sont plus faibles et dans beaucoup plus de détails qu’avec les télescopes nous avons maintenant. C’est l’activation de la nature de la science, nous allons régulièrement faire avec le très grand télescope dans l’avenir.

PLUS: C’est le droit. Quelque chose d’unique à propos de l’effet de lentille gravitationnelle est qu’il agit comme un naturel télescope et nous permet d’étudier certains vraiment faible, galaxies lointaines qui nous n’aurions pas d’étudier autrement. Nous voyons ces galaxies lointaines dans les premiers stades de leur cycle de vie, qui nous aide à comprendre comment les galaxies évoluent au fil du temps.

Aussi, dans une lentille gravitationnelle du système, il est possible pour nous d’étudier les propriétés des galaxies d’avant-plan ou d’une galaxie de groupes qui sont gravitationnellement de lentilles gravitationnelles, les sources d’arrière-plan. Par exemple, on peut mesurer la masse de ces galaxies d’avant-plan et aussi d’étudier la façon dont la masse est répartie en eux.

TKF: l’Espace se Déforme et d’autres initiatives de science citoyenne s’épanouir parce que les programmes d’ordinateur ont parfois du mal à identifier les caractéristiques des données. Pourquoi les ordinateurs ont de la difficulté à repérer la caractéristique de l’arc ou de blobby formes de lentilles gravitationnelles à l’homme?

PLUS: Le problème est que ces arc-comme des images de galaxies lointaines, très différentes des formes et des profils. Le processus de l’effet de lentille magnifie ces galaxies’ images et peut les déformer. Aussi, ces galaxies lointaines, émettent de la lumière à différentes longueurs d’onde et peuvent apparaître à avoir des couleurs différentes. En outre, il existe des structures dans ces galaxies qui peuvent changer la forme des arcs de cercle.

VERMA: Aussi, beaucoup de galaxies spirales ont bleuâtre bras spiraux qui peuvent ressembler à des lentilles. Nous appelons ces objets “objectif imposteurs” et nous trouvons beaucoup plus de ces faux positifs par rapport à rare, véritable lentilles gravitationnelles.

PLUS: Toutes ces différences font qu’il est difficile d’automatiser le processus pour trouver des lentilles. Mais les êtres humains sont très bons à la reconnaissance des formes. La gamme dynamique que nos yeux et notre cerveau offrir est beaucoup plus grand qu’un algorithme informatique.

LINTOTT: une Autre chose à garder à l’esprit dans l’astronomie, en particulier dans l’Espace se Déforme, c’est que nous sommes souvent à la recherche d’objets rares. Un ordinateur de la performance dépend très fortement de la façon dont de nombreux exemples que vous avez à “former”. Lorsque vous faites affaire avec des choses rares, c’est souvent très difficile à faire. On ne peut pas assembler de grandes collections de centaines de milliers d’exemples de lentilles gravitationnelles, parce que nous ne les avez pas encore.

Aussi, les gens — à la différence des ordinateurs — delà de ce que nous leur disons à rechercher lors de l’examen des images. L’un des grands de l’Espace se Déforme exemples est la découverte d’un “cercle rouge” lentille gravitationnelle. Tous les exemples de lentilles sur l’Espace de Funes site sont de couleur bleue. Mais parce que nous avons de l’homme classificateurs, ils n’avaient aucune difficulté à remarquer cette chose rouge qui ressemble un peu à ces choses bleues qu’on leur a appris à garder un œil sur. Les humains ont une capacité à faire intuitif bondit comme ça, et c’est très important.

VERMA: je me fais l’écho, au point qu’il est très difficile de programme diversité et l’adaptabilité dans n’importe quel algorithme d’ordinateur, alors que nous avons fait en sorte de l’obtenir gratuitement à partir du citoyen scientifiques! [Rires]

TKF: Aprajita et Anupreeta, quelle est l’importance de l’anneau rouge de l’objet Chris juste mentionné que l’Espace se Déforme communauté découvert en 2014 et a surnommé 9io9?

VERMA: Cet objet a été un très excitant trouver, et c’est un exemple classique de quelque chose que nous n’avions jamais vu avant que citoyen scientifiques ont rapidement trouvé. Nous pensons que, dans le fond de la galaxie il y a à la fois un actif trou noir, qui produit de l’émission d’onde radio, ainsi que les régions de l’étoile-formation. Ils sont à la fois tendu par l’effet de lentille dans ces spectaculaire des arcs. C’est juste un très bon exemple de ce que la lentille peut faire. Nous sommes encore en train dans de nouvelles observations pour essayer de le comprendre réellement ce qu’est cet objet.

PLUS: Dans ce cas particulier avec 9io9, il y a l’habitude, le principal effet de lentille galaxie, mais il y a aussi une autre, petite, galaxie satellite, dont la masse et la gravité contribuent également à l’effet de lentille. Le satellite galaxy produit des effets visibles sur l’filmé des images et nous pouvons l’utiliser pour l’étude de sa distribution de masse. Il n’y a pas d’autres méthodes, en plus de l’effet de lentille gravitationnelle qui peut fournir la plus exacte de la masse de l’estimation pour les galaxies à ces grandes distances.

TKF: Outre 9io9, citoyen, les astrophysiciens ont tourné bizarres autres, inconnus des phénomènes. Un exemple est Hanny s Voorwerp, une galaxie de la taille du nuage de gaz découvert en 2007 dans Galaxy Zoo. Plus récemment, en 2015, les Chasseurs de planètes repéré énorme diminue dans la lumière provenant d’une étoile appelée CCI 8462. La cause pourrait être un éclipsant essaim de comètes; l’autre, quoique peu probable, la possibilité qu’a déclenché une spéculation effrénée sur Internet est qu’un étranger megastructure est le blocage de la lumière de l’étoile. Pourquoi citoyen de la science apparemment fonctionne tellement bien à faire complètement découvertes inattendues?

LINTOTT: je parle souvent de la capacité de l’homme à être distrait comme une bonne chose. Si nous faisons un travail de routine et quelque chose d’inhabituel qui vient, nous nous arrêtons pour faire attention à elle. C’est plutôt difficile à développer, avec automatisation des systèmes informatiques. Ils peuvent rechercher les anomalies, mais dans l’astronomie, la plupart des anomalies sont ennuyeux, tels que les satellites passage devant le télescope, ou du télescope caméra dysfonctionnements.

Cependant, les humains sont vraiment bons pour repérer intéressantes anomalies comme Hanny s Voorwerp, qui ressemble à un amorphe blob vert ou un mal de Kermit la Grenouille, selon la façon dont vous plissez les yeux. [Rires] Le point est, c’est quelque chose que vous voulez prêter attention.

L’autre grande chose au sujet de la science citoyenne est que les bénévoles qui trouvent ces choses inhabituelles de commencer à étudier et à devenir les défenseurs pour eux. Citoyen scientifiques de sauter haut et en bas et nous disent les scientifiques professionnels, nous devons prêter attention à quelque chose. La grande Zooniverse découvertes ont toujours été à partir de cette combinaison de quelqu’un qui est distrait, puis pose des questions sur ce qu’il ou elle a trouvé.

TKF: Aprajita et Chris, vous êtes tous les deux à travailler sur le Large Synoptic Survey Telescope (LSST). La conduite la plus importante jamais de balayage du ciel de départ en 2022 et devrait tourner des tonnes de nouvelles lentilles gravitationnelles. Envisagez-vous un Espace de Funes-style citoyen de la science de projet pour la LSST?

VERMA: les Citoyens jouent un rôle énorme dans la LSST, qui est un changeur de jeu pour effet de lentille. Nous savons d’environ 500 lentilles actuellement. LSST trouverez sur l’ordre de quelques dizaines à des centaines de milliers de lentilles. Nous allons éventuellement nécessiter des compétences de citoyen, les scientifiques ont dans la recherche d’exotisme et de contester les objets.

Aussi, LSST du jeu de données va avoir une dimension de temps. Nous sommes vraiment faire un film de l’univers, et ce sera le tour d’un certain nombre de surprises. Je peux voir des citoyens scientifiques et a aidé beaucoup de découvertes LSST.

LINTOTT: Une chose qui est difficile dans la LSST est la taille de la base de données. Si vous étiez un citoyen scientifique, disons, qui avait souscrit pour recevoir message texte des alertes lorsque des objets dans le ciel comme LSST fait son film de l’univers, alors vous vous retrouvez avec un couple de milliards de messages texte d’une nuit. Évidemment, cela ne fonctionnerait pas. Ce qui signifie que nous avons besoin de filtrer les données. Nous allons dynamiquement décider d’affecter une tâche à une machine ou à un citoyen scientifique, ou bien à un professionnel de la scientifique.

TKF: Chris, ce commentaire me rappelle quelque chose que vous avez dit à l’ ÉPOQUE le magazine en 2008: “Dans de nombreuses parties de la science, nous ne sommes pas limité par les contraintes de données, nous pouvons avoir, nous sommes limités par ce que nous pouvons faire avec les données que nous avons. La science citoyenne est un très puissant moyen de résoudre ce problème.” Dans cette ère du big data, quelle est l’importance que vous voyez tout citoyen de la science d’être aller de l’avant, étant donné que les ordinateurs seront sûrement mieux à la reconnaissance visuelle des tâches?

LINTOTT: En astronomie, si vous êtes à la recherche des choses qui sont de routine, comme une galaxie spirale ou d’un type de supernova, je pense que les machines prennent le dessus. Ils vont le faire après avoir été formés sur les grands ensembles de données que citoyen scientifiques. Mais je pense qu’il y aura une participation citoyenne pour un long moment et il va devenir plus intéressant, car nous utilisons des machines pour faire des plus de la routine de travail et de filtrer les données. Les tâches pour les citoyens scientifiques impliquera plus de choses variées — en plus de l’insolite, Hanny s Voorwerp-type de découvertes. De Plus, beaucoup de découvertes insolites aurez besoin d’un suivi, et j’aimerais voir des citoyens scientifiques aller plus loin dans le processus d’analyse. Sans eux, je pense que nous allons nous retrouver avec un tas d’objets intéressants qui des scientifiques professionnels n’ont pas le temps de traiter.

VERMA: Nous avons déjà vu un énorme engagement de la part des citoyens scientifiques, en particulier ceux qui ont passé beaucoup de temps sur Galaxy Zoo et de l’Espace de déformation. Par exemple, sur l’Espace de Funes, nous avons un groupe de gens qui sont intéressés à faire de lentille gravitationnelle de la modélisation, qui a longtemps été le domaine de l’astronome professionnel. Donc, nous savons qu’il y a un appétit là pour faire une analyse plus poussée avec les objets qu’ils ont trouvé. Je pense que dans l’avenir, le citoyen de la communauté scientifique travailleront main dans la main avec les astronomes professionnels.

TKF: Existe-t-il de nouvelles citoyen astrophysicien opportunités à l’horizon liées à vos projets?

LINTOTT: Galaxy Zoo a un nouveau bail sur la vie, en fait. Nous venons d’ajouter de nouvelles galaxies à partir d’un télescope au Chili. Ces galaxies sont relativement proches et leurs images sont belles. C’est notre premier bon de regarder le ciel de l’hémisphère sud, de sorte que nous avons une toute nouvelle partie de l’univers à explorer. Il donne aux utilisateurs une chance d’être le premier à voir les galaxies s’ils obtiennent plus de Galaxy Zoo rapidement!

VERMA: Pour les Courbures de l’Espace, nous nous attendons à de nouvelles données et de nouveaux projets à mettre en ligne l’année prochaine.

PLUS: Ici, au Japon, nous sommes à la pointe d’une imagerie de l’enquête appelle l’Hyper Suprime-Cam (HSC) de l’enquête et il va être beaucoup plus grand et plus profond que ce que nous avons été à la recherche à ce jour. Nous nous attendons à trouver de plus d’un ordre de grandeur de l’augmentation du nombre de lentilles. Nous sommes actuellement à la préparation d’images des candidats de la HSC de l’enquête et de l’espoir de commencer une nouvelle lentille de recherche avec l’Espace se Déforme vite.

Sans doute la plus célèbre citoyen de l’astrophysicien découverte, Hanny s Voorwerp—néerlandais pour Hanny l’Objet est vu par le Télescope spatial Hubble en 2011. Le Voorwerp est un nuage de gaz de la taille de la galaxie et s’affiche en vert en raison de lumineux de l’oxygène. Un néerlandais instituteur, Hanny van Arkel, repéré l’objet en tant que bénévole pour Galaxy Zoo.
NASA / ESA / W. Quille / Galaxy Zoo Équipe

TKF: Est-ce le plaisir de la découverte qui attire la plupart des scientifiques citoyens bénévoles? Certaines des images de Galaxy Zoo n’ont jamais été vu avant parce qu’ils ont été prises par un télescope robotique et stockés à l’écart. Les bénévoles ont donc la chance de voir quelque chose que personne d’autre n’a jamais fait.

PLUS: Que l’aspect découverte est personnel. Je pense que c’est toujours excitant pour tout le monde.

LINTOTT: Lorsque nous avons créé Galaxy Zoo, nous avons pensé qu’il serait une grande source de motivation pour voir quelque chose qui est la vôtre et être le premier homme à poser les yeux sur une galaxie. L’exploration de l’espace de cette manière est quelque chose que jusqu’à ce que le Galaxy Zoo n’est arrivé sur “Star Trek.” [Rires]

Dans les années qui ont suivi, nous avons également venu à comprendre que la science citoyenne est un effort collectif. Les gens qui ont été par le biais de 10 000 images sans trouver quoi que ce soit, ont contribué à la découverte de quelque chose comme l’anneau rouge galaxie, tout autant que la personne qui arrive de tomber sur elle. Vous avez besoin de se débarrasser de la vide de données. J’ai été surpris par la façon dont beaucoup de nos bénévoles croire que. Il est bien loin de la traditionnelle, la vue du public, de la découverte scientifique, dans lequel le génie solitaire qui rend cette découverte et obtient tout le crédit.

VERMA: Nous partîmes avec l’Espace se Déforme pour le citoyen scientifiques le cadre de notre collaboration et qu’ils ont vraiment permis d’aboutir à des résultats importants. Ils ont été une inspiration pour nous avec leur dévouement et de leur productivité. Nous avons appris de notre analyse que, fondamentalement, toute personne qui se joint à l’Espace se Déforme a un impact sur les résultats. Nous sommes particulièrement reconnaissants pour une très dévoués, diligent groupe qui a fait la plupart de la lentille de classifications. Nous nous réjouissons d’accueillir tout le monde de retour dans nos projets futurs!