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喜欢天文的你,也有机会发现新星!教程来了

2024-07-17科学
近日,中国科学院专业团队和业余天文团队合作发现了一颗新彗星——南山-哈恩彗星。时至今日,全球天文台和职业天文学家的数量以及他们手里的「武器」都不足以覆盖整个天空,因此业余天文学家的观测能够很好地弥补职业天文学家的工作。尤其彗星、流星雨、变星、超新星等天体或天象,出现的时间和空间都有很大的偶然性,对于发现新星,业余天文学家乃至更普通的天文爱好者都有一定的「可乘之机」。
想必你也好奇,业余爱好者有哪些途径可以参与其中呢?一起来看看吧!
专业—业余合作
在中国科学院新疆天文台与星明团队合作的专业-业余合作项目——NAS小行星搜寻中,星明团队成员在新疆天文台南山观测站1米光学望远镜拍摄的数据里发现一颗移动目标,当时其亮度约为20星等。该目标有着明显的彗星活动,拥有1.8~3角秒直径的彗发、长约3~4角秒的彗尾。
NAS小行星搜寻项目发现的图像(左)及半米望远镜后随观测的图像(右)。
此后,世界各地的多位观测者获取了更多图像,该目标或多或少都表现出彗星的特征。之后国际小行星中心发布通告,正式宣布该目标为一颗彗星,最早发现并报告它的NAS团队和最早报告其轨道特殊的德国业余天文学家罗伯森·哈恩共享这一发现,将其重新编号并命名为南山-哈恩彗星。
随着技术的不断革新,业余天文学家能够获得成像好、易操作的小型望远镜,或建造远程天文台避开城市光污染和大气污染。标准数据格式的确认与推广,以及开源软件的普及化,让业余天文学家有机会使用专业的控制软件、分析软件等进行数据处理。这些变化丰富了业余天文学家的观测方法,使得观测效率大大提高,从而渐渐地改变了业余天文学的研究领域和研究方法。技术门槛的降低也有助于开展专业-业余合作。
近10年来,我国业余天文学呈现出蓬勃的发展态势,各地陆续建起10余座远程天文台。其中尤以2007年建成、坐落于中国科学院新疆天文台南山观测站的星明天文台最富成果。该天文台采用「无人值守」的远程控制方式,运行着近10个观测项目,星明团队已发现彗星、小行星、超新星、新星、矮新星,以及各类变星总计近300颗。我国比较活跃的业余天文台还有北冕天文台、敷山天文台、绿野天文台等,他们也进行小行星的搜索、测光等工作。
公众天文学项目
近20年来,随着计算机、网络信息等技术的发展,天文学迈入大数据时代。海量数据给天文学研究提供了更多样本和更多发现新目标的机会,不过职业天文学家似乎对这些数据有些应接不暇。虽然人工智能的发展一定会帮助他们更高效地处理数据,但天文数据中的噪声往往会给人工智能造成极大障碍。某些重要的发现常常存在于「非典型」模式中,人工智能如果「学艺不精」的话,极有可能错判或漏判。业余天文学家和天文爱好者能够凭借人脑优势和人数优势,很好地帮助人工智能进行深度学习,从而帮助职业天文学家查漏补缺。
星系动物园是国外具有代表性的公众天文学项目。该项目简明的操作提示和简单的操作方法,让参与者无需任何专业背景、专业知识或专门培训,就可以方便地在自己的电脑上为学术研究做出贡献。它也收获了令人兴奋的成果,包括已发表360多篇相关论文,同时产生一些开源的分析数据集。如今,星系动物园项目超越了天文学与星系范畴,拓展到科学、人文、艺术等12个大类的数百个项目,升级成为宇宙动物园。国外典型的公众天文学项目还有行星猎手等。
公众可以通过宇宙动物园项目中的暗能量巡天项目寻找强引力透镜。
在国内,公众天文学项目也得到长足发展,其中规模较大、影响较广的主要有公众超新星搜寻项目和寻找脉冲星计划。公众超新星搜寻项目是由星明团队和中国虚拟天文台合作开展、面向公众的宇宙新天体搜寻项目之一,也是首次基于国内业余天文观测数据实施的公众天文学项目。项目的初衷是让任何对新天体搜索感兴趣的普通人都有机会参与到专业的天文发现中来,且不要求参与者具有特殊的天文学基础知识。
在公众超新星搜寻项目系统中,参与者只需看图、搜索,倘若发现可疑目标就上报。具体来说,某个星系中如果出现超新星,那么在该星系的照片中会突然多出一个星点。参与者将新照片与历史照片(参考标准)对比,如果发现新的星点并符合超新星特征就可以提交给系统,经高级用户或管理员复核并发布公告,再由全球各地天文台拍摄光谱,认证后即可确定。
在公众超新星搜寻项目系统中,参与者只需看图、搜索,寻找可疑目标并上报。
在正常运转时,星明天文台一个夜晚能追踪几千个星系。虽然该项目数据量没有星系动物园那么大,但它拥有人性化的交互体验和系统化的管理流程。自2015年上线以来,项目参与用户已超过1万人,远超国内职业天文学家数量。50多名来自全国各地的业余天文学家、天文爱好者通过该平台获得了21颗超新星、12颗河外新星等重要发现。
寻找脉冲星计划是「中国天眼」团队与阿里公益机构联合推出的简易移动版公众科学活动。该计划的参与者只需在手机上浏览若干组图片,从中勾选出疑似脉冲星的信号,就能帮助系统进行机器学习,从而筛选出更可靠的脉冲星源。它于2019年9月上旬上线,截至2022年3月中旬,累计已被查阅超过1000万张照片,为「中国天眼」团队识别和筛选脉冲星源提供帮助。
随着「中国天眼」、郭守敬望远镜、巡天空间望远镜等大型科学装置投入使用或即将投入使用,我国一些科研团队正在积极开发一批公众科学项目,内容涉及引力透镜效应、快速射电暴等前沿领域。期待大家能够共同参与,发现属于你的那颗星!
来源:中国航天报、【飞天科普周刊】