你随便画的螺旋图别扔！或许能帮助天文学家，研究星系的演化！

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螺旋结构存在于各种自然物体中，从动植物到热带气旋和星系，应有尽有。现在，北卡罗来纳州自然科学博物馆的研究人员已经开发出一种技术，可以精确测量螺旋星系蜿蜒的旋臂，这非常容易，几乎任何人都可以参与。这种新的简单方法目前正被应用于一个名为螺旋图的公民科学项目中，该项目利用人与生俱来的识别能力，最终可能为研究人员提供一些关于星系演化的洞察。


螺旋星系，就像我们的银河系一样，约占附近宇宙中星系的70%，在许多这样的星系中，旋臂和旋臂间区域之间的亮度差异非常微妙，这使得自动测量方法具有挑战性。即使是明亮的前景恒星也会扭曲对星系的自动分析，此外人们很容易看到和遵循螺旋星系中的图案，但计算机算法很难确定螺旋的开始和结束位置，特别是如果它们不是连续的，螺旋图项目利用了艺术课上常见的捷径-描摹。


北卡罗来纳州自然科学博物馆研究助理伊恩·休伊特和博物馆天文学与天体物理研究实验室助理主任帕特里克·特鲁塔特在一组已知缠绕的螺旋星系简单模型图像上测试了该追踪方法。然后用专门设计的软件P2DFFT绘制出螺旋结构，并测量了轨迹的缠绕程度。当将自己的结果与其他方法进行比较时，这些方法涉及人工智能程序，用数学模型拟合观察到的结构，甚至直接将图像输入到自己的测量软件中。


没有一种方法能产生像他们的追踪法那样精确和准确的结果，这些人类产生的痕迹给软件带来了提振，这样它就可以准确地测量结构被包裹得有多紧，螺旋臂的缠绕程度称为俯仰角。如果螺旋图案的手臂包裹得很紧，它的俯仰角很小。如果螺旋图案非常开放，它的俯仰角就很大，为什么俯仰角很重要？因为它与宿主星系的其他参数有关，这些参数更难测量，也更耗时，比如在星系核中发现的黑洞，或者星系的暗物质含量。


如果知道俯仰角，就可以快速而容易地估计这些参数，并识别有趣的星系，以便进行更详细的后续望远镜观测。休伊特在这项研究上的工作，以及螺旋图公民科学项目。虽然休伊特是一名长期的业余天文学家，但他从工业界的职业生涯中退休，全职从事天文学研究。后来，他完成了天文学学位，并开始在博物馆的天文学和天体物理研究实验室教授和从事编程项目。


休伊特说：能够有机会参与这类研究真的很令人兴奋，但更好的是，能够参与到让其他人为更好地理解宇宙做出贡献的努力中来，由于研究中估计有6000个星系，号召公民参与是必须的。所以，你随便画的螺旋图别扔！或许能帮助天文学家，研究星系的演化！


博科园｜研究/来自：北卡罗莱纳州自然科学博物馆
参考期刊《皇家天文学月刊》
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