Unbekannte Galaxien per Mausklick erforschen

26.02.2020

Astronom*innen der Universität Bielefeld rufen gemeinsam mit internationalen Forschenden dazu auf, bei der Identifikation Hunderttausender bisher unentdeckter Himmelsquellen zu helfen. Auf der Website des Projekts „Radio Galaxy Zoo: LOFAR“ können interessierte Bürger*innen die Forschenden mit wenigen Klicks bei der Auswertung unzähliger Weltraumaufnahmen unterstützen.

„Bei unserem Projekt können alle zu Weltraumforschenden werden“, erklärt der Bielefelder Physikprofessor Dr. Dominik Schwarz. Er ist einer der Verantwortlichen für den Betrieb einer Radio-Teleskop-Station in Norderstedt. Sie gehört zu LOFAR, dem weltweit größten Radioteleskop an verschiedenen Standorten. Ein internationales Team von mehr als 200 Forschenden aus 18 Ländern hat mit LOFAR eine neue Himmelskarte mit einem bisher unerreichten Detailreichtum erstellen können. „Für unsere weitere Forschung müssen wir eine riesige Menge an Bildern durchgehen. Wenn nur wir Forschende das machen, dauert es ewig“, sagt Dominik Schwarz, „Deswegen freuen wir uns auf die Unterstützung von Bürger*innen. Interessierte können uns helfen, indem sie zunächst die unzähligen gesammelten Daten kategorisieren. Mit der freiwilligen Hilfe wird es für uns einfacher, durch LOFAR-Aufnahmen von Radioquellen massereiche Schwarze Löcher und sternbildende Galaxien zu finden und richtig zuzuordnen.“

Der Bielefelder Astronom Professor Dr. Dominik Schwarz sucht nach Freiwilligen, die online bei der Auswertung von Himmelsaufnahmen helfen. Foto: Universität Bielefeld

Bei dem Citizen-Science-Projekt „Radio Galaxy Zoo: LOFAR“ können alle mitmachen, die sich für Astronomie interessieren und einen Computer besitzen. Vorkenntnisse sind nicht nötig. Jede Person kann selbst bestimmen, wieviel Zeit sie investiert. Für die Teilnahme besuchen Interessierte zunächst die Projekt-Website. Eine Anleitung erklärt im nächsten Schritt, wie die Freiwilligen bereits aufgenommen Weltraumbilder für die spätere Auswertung vorbereiten. Helfer*innen sollen unter anderem die Bilder des LOFAR Radioteleskops mit Bildern von optischen Teleskopen vergleichen. So sollen sie ermitteln, welche Radioquellen mit vom menschlichen Auge direkt sichtbaren (optischen) Quellen übereinstimmen. Dazu werden sowohl die Aufnahme des optischen Teleskops eines bestimmten Himmelsausschnitts und das Bild des Radioteleskops aus diesem Ausschnitt abgebildet.

Mit einem Radioteleskop wie LOFAR werden Signale aufgezeichnet, die größtenteils von Galaxien stammen. Zum Teil haben diese Signale Milliarden von Lichtjahren zurückgelegt, bevor sie die Erde erreichen.  Bei den Radioquellen handelt es sich häufig um sogenannte Jets, tausende Lichtjahre lange Strahlen aus heißem Gas, die von Radioteleskopen sichtbar gemacht werden können. Diese Jets werden von massereichen Schwarzen Löchern in den Zentren von Galaxien angetrieben. Durch den Abgleich mit den Aufnahmen von optischen Teleskopen können die Forscher*innen die schwarzen Löcher identifizieren, die die Radioquellen verursachen.

Das linke Bild zeigt zwei riesige Strahlen aus Gas (Jets), die mit einem Radioteleskop aufgenommen wurden. Rechts ist dieselbe Region – aufgenommen mit einem optischen Tele-skop – zu sehen. Unten sind die kombinierten Daten abgebildet, mit denen die Wissenschaftler*innen weiterarbeiten können. Bild: Shulevski/Osinga/The LOFAR surveys team

„Um die Entfernung und die Eigenschaften der Galaxien zu bestimmen, brauchen wir die Hilfe von Freiwilligen, die Galaxienbilder von anderen Teleskopen den Radio-Aufnahmen der Jets zuordnen“, erklärt Professor Dr. Marcus Brüggen, Astrophysiker von der Universität Hamburg und neben Dominik Schwarz ebenfalls verantwortlich für die Station in Norderstedt. Bisher habe man keinen Algorithmus entwickeln können, der besser funktioniere als das menschliche Auge. „Und, wer weiß, vielleicht entdeckt jemand ja auch ein völlig neues Phänomen am Himmel“, sagt Marcus Brüggen.

Das Citizen-Science-Projekt „Radio Galaxy Zoo: LOFAR“ hilft den Forschenden dabei, zu verstehen, wie Radioquellen im Weltall entstehen und wie riesige Mengen an Material mit bisher unbekannten Energiemengen in den Weltraum geschleudert werden. Zudem liefert die im Projekt entstehende Himmelskarte wichtige Ergebnisse für weitere Forschungsgebiete, wie die Physik der Schwarzen Löcher und die Ursprünge von Magnetfeldern. Das LOFAR-Teleskop setzt indessen seine Vermessung des Himmels fort und hat bisher vier Millionen Radioquellen entdeckt.

Das Projekt „Radio Galaxy Zoo: LOFAR“

Das Citizen-Science-Projekt ist Teil der Zooniversum-Initiative, der weltweit größten und beliebtesten Plattform für menschengetriebene Forschung. Diese Forschung wird von Freiwilligen ermöglicht. Zurzeit sind das mehr als eine Million Menschen auf der ganzen Welt, die um Forscher*innen unterstützen.

Essentielle Teile der deutschen Beiträge zu LOFAR wurden und werden durch das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) gefördert.

Weitere Informationen gibt es auf der Website des Projekts „Radio Galaxy Zoo: LOFAR“

Astronomers at Bielefeld University, together with international researchers, are calling for help in identifying hundreds of thousands of previously undiscovered celestial sources. On the website of the ‘Radio Galaxy Zoo: LOFAR’ project, interested citizens can support the researchers in the evaluation of countless space images with just a few clicks.

‘Anyone can become an astronomer with our project,’ explains Bielefeld physics professor Dominik Schwarz. He is one of those responsible for operating a radio telescope station in Norderstedt. It belongs to LOFAR, the world’s largest radio telescope at various locations. With LOFAR, an international team of more than 200 researchers from 18 countries has been able to create a new sky map with an unprecedented level of detail. ‘For our further research we have to go through a huge number of images. If it’s just us researchers doing it, it will take forever,’ says Dominik Schwarz, ‘That’s why we’re hoping for support from citizens. Anyone interested can help us by first classifying the countless data collected. The voluntary help will make it easier for us to find and correctly assign high-mass black holes and star-forming galaxies through LOFAR recordings of radio sources.’

Bielefeld astronomer Professor Dr Dominik Schwarz is looking for volunteers to help with the online evaluation of celestial images. Photo: Bielefeld University

The ‘Radio Galaxy Zoo: LOFAR’ citizen science project is open to everyone interested in astronomy and who owns a computer. No previous knowledge is necessary. People can decide for themselves how much time they are willing to invest. Those interested in participating first visit the project website, where instructions explain how volunteers prepare space images already taken for later evaluation. Among other things, helpers are to compare the images from the LOFAR radio telescope with images from optical telescopes. In this way, they are to determine which radio sources correspond to (optical) sources directly visible to the human eye. For this purpose, both the image from an optical telescope of a certain section of the sky and the image from a radio telescope of the same section are displayed.

Signals originating mostly from galaxies are recorded with a radio telescope like LOFAR. Some of these signals have travelled billions of light years before they reach Earth. These radio sources are often what are known as jets—beams of hot gas thousands of light years long—that can be made visible by radio telescopes. These jets are driven by high-mass black holes in the centres of galaxies. By comparing them with images taken by optical telescopes, researchers can identify the black holes from which the radio waves originate.

The image on the left shows two giant beams of gas (jets) which were recorded with a radio telescope. On the right, the same region—taken with an optical telescope—can be seen. Below, the combined data with which the scientists can continue their work. Images: LOFAR surveys team

‘In order to determine the distances and properties of the galaxies, we need the help of volunteers to assign galaxy images from other telescopes to the radio images of the jets,’ explains professor Marcus Brüggen, astrophysicist from the University of Hamburg who, along with Dominik Schwarz, is also responsible for the station in Norderstedt. So far, no algorithm has been developed that works better than the human eye. ‘And, who knows, maybe someone will discover a completely new phenomenon in the sky,’ says Marcus Brüggen. 

The ‘Radio Galaxy Zoo: LOFAR’ citizen science project helps researchers understand how radio sources emerge in space and how huge amounts of matter with previously unknown amounts of energy are hurled into space. In addition, the sky map produced during the project will provide important results for other areas of research, such as the physics of black holes and the origins of magnetic fields. Meanwhile, the LOFAR telescope continues its survey of the skies and has so far discovered four million radio sources.

The ‘Radio Galaxy Zoo: LOFAR’ project 

The citizen science project is part of the Zooniverse initiative, the world’s largest and most popular platform for people-powered research. Volunteers make this research possible. Over one million people around the world currently support researchers. 

A major part of Germany’s contributions to LOFAR have been and are funded by the German Federal Ministry of Education and Research (BMBF).

Information:
Website of the project ‘Radio Galaxy Zoo: LOFAR’