振幅グラフィティ

どのワークフローから始めるべきですか？

興味のあるワークフローから始めてください。分類を始める前に、パルスとノイズの違いや、様々なパルスの形状についてもっと予習しておきたい場合は、メインページからオプションの「パルスかノイズか？練習編」「パルスの形状 練習編」を選択して始めてください。パルス形状は主観的な部分が大きいので、練習で示される回答通りになってなくても構いません。パルスの形状の練習で画像の下に表示される i のアイコンから、研究者がそのパルスをどう分類したかについて詳しく知ることができます。

ワークフローはどうやって切り替えられますか？

ワークフローの切り替えや、練習ワークフローから実際の分類ワークフローへの移行は、画面トップの「振幅グラフィティ」の白文字をクリックしてメインページに移動し、「はじめる」の下にあるワークフローを選択してください。また、直接「分類」を押すと前回まで取り組んでいたワークフローを実施できます。

それぞれのパルス構造の実際の例を見ることはできますか？

フィールドガイドを参照してください。

光度曲線のプロットにみられる青く塗られた部分は何ですか？

青い部分はコンピューターアルゴリズムが自動で見つけた、主要なバースト放射と推定される部分です。青い領域の外にある部分のほとんどはノイズですので、分類では青い領域内にある構造に注目してください。

ただし時々、プロット内にはっきりとパルスがあるにもかかわらず、プロットのどこにも青い領域が見られないことがあります。これはパルスの継続時間が短すぎてコンピュータープログラムが青い領域をうまく指定できなかったため起こります。その場合でも自分で最善だと思う分類を行ってください。そして、まさにこれがコンピューターを完全に信頼することができず、最後は皆さんの力が必要になる理由の1つです！

私たちは多くのガンマ線バーストを分類しましたが、いつ終わるのでしょうか？

パルス形状は複雑なので、本プロジェクトではZooniverseの他のプロジェクトで採用されている通常のサブジェクトの完了ルールよりも複雑なルールを適用しています。分類が確固たるものとなるような良い統計量が得られるには、それぞれのガンマ線バーストについて
(1) 10人以上の分類があること
(2) そのうち、パルスの形状について90%以上のユーザーの意見が一致していること
の両方を満たしている必要があり、条件を満たせばこのガンマ線バーストの分類は正式に認められ、Zooniverseのワークフローからは外されてその後は表示されなくなります。

ガンマ線バーストが上記の基準を満たしているかを管理するバックエンドコードを実装しており、この条件をパスしていないガンマ線バーストがZooniverseのデフォルトのシステムによって完了扱いされないよう、デフォルトシステムの分類上限数は100とわざと高い値にして機能しなくしています。

一部のバーストについては多くの分類を集めても意見が割れることでパルスの形状の合意が得られないことがありますが、こうしたものはチームのメンバーが再確認し、非常にあいまいな形状で今後も1つの分類結果に収束する見込みがなければ、手動でワークフローから取り除きます。

スマホのZooniverseアプリから分類できますか？

いいえ、Zooniverseのスマホアプリは現在の私たちのワークフローのセットアップには不適です。しかし、専用アプリではなく通常のウェブブラウザーから本プロジェクトにアクセスし分類することは可能です。

パルスとノイズの違いは何ですか？

この情報についてはフィールドガイドの「パルスとは何ですか？」を参照してください。また、メインページからオプションのワークフロー「パルスかノイズか？練習編」を選択して分類の練習ができます。

それぞれのバーストで「トーク」のボタンをいつ使うべきですか？

もし光度曲線に何か問題がある、疑問点がある場合、そのバーストの分類後に「完了とトーク」ボタンを押してください。

たまに、光度曲線の中にカウントが0となっている期間がありますか、これは何ですか？

光度曲線が0カウントを示している時間は、望遠鏡でガンマ線バーストが見えなかった期間に対応します。無視して大丈夫です。

特定のガンマ線バーストに興味を持ちもっと知りたい場合、情報を入手できますか？

光度曲線の下の のアイコンからメタデータを確認でき、そこにはそのガンマ線バーストについてのいくつかの外部リンクがあります。 このリンクの先の情報は、天文学者が科学研究を行う際に使います。リンク先の情報の読み方などで質問があれば、なんでもトークページで聞いてください！

これらのガンマ線バーストを検出した望遠鏡は何ですか？

振幅グラフィティプロジェクトであなたが見ているガンマ線バーストは、ニール・ゲーレルズ スウィフト天文台（スウィフト宇宙望遠鏡）が検出したものです。これはガンマ線バーストの研究に特化した、NASAの宇宙望遠鏡の1つです。2004年に打ち上げられて以降、2024年初頭までに1600個以上のガンマ線バーストを検出しました。スウィフトに加え、フェルミガンマ線宇宙望遠鏡など他にもいくつかの宇宙望遠鏡がガンマ線バーストを検出しており、私たちは将来的にこうしたほかの望遠鏡でのガンマ線バーストのデータをこのプロジェクトに組み込む計画を立てています！

望遠鏡移動時間とは何ですか？光度曲線に影響しますか？

スウィフトのバーストアラート望遠鏡はガンマ線バーストが発生するのを待ちながら、常に空全体を監視しています。望遠鏡がある位置からほかの位置に方向を向けるとき、その旋回にかかる時間を望遠鏡移動時間と呼びます。この間の光度曲線にはノイズレベルの変動が現れるので、光度曲線がノイズの少ない部分からノイズが多くなる部分へ変化するか、その逆の変化が起こります。

光度曲線の分類は、天文学者がガンマ線バーストの物理的起源や放射機構を調べる上でどう役に立ちますか？

画像クレジット: NASAゴダード宇宙センター/ICRAR.

ガンマ線バーストの光度曲線形状は、放射メカニズムについて非常に詳しい情報を持っています。それを以下に列挙します。

1. パルスの数と継続時間: 現在の理論では、上の図のようにガンマ線バーストの即時放射(prompt emission)と呼ばれる放射は、ジェット内部の衝撃波（内部衝撃波）間のそれぞれの相互作用によって生じます。つまり、パルスの数と継続時間は、これらの内部衝撃波についての情報や、ブラックホールの駆動によってこうした衝撃波がどのように形成されたかについて知る手掛かりになります。

2. パルスの形状の対称性・非対称性: パルスが対称的か非対称的かによって、天文学者はその放射メカニズムでの活動がどのように開始し終了したかを知ることができます。

3. 残光の放射が続くパルスを持つガンマ線バースト: 下図のような残光の放射が続くパルスを持つガンマ線バーストは、特に紛らわしい物理的起源を持つとされており、標準的な理論の描像に疑問を投げかけます。たとえば以下に示すGRB060614が、180秒間ほどの継続時間を持ち、超新星と関連していると考えられていました。しかし、その後念入りに追跡観測を行いましたが超新星は見つかりませんでした。

さらに、GRB170817Aは、同時に対応する重力波が検出されたおかげで、中性子星の合体を起源とすると確認された最初の、そして現在唯一のガンマ線バーストです。しかしこのバーストは、下図のように最初のパルスの後にソフトテール構造を示しています。

画像クレジット: Abbott et al. ApJ Letters, (2017)

このようなイベントについて完全なサンプルがそろえば、天文学者はこうしたバーストの謎をより解き明かすことができます。こうしたガンマ線バーストの光度曲線のさらなる例は、フィールドガイドの「残光の放射が続くパルス」セクションを参照してください。

4. それぞれのパルス内での変動: パルスの変動を調べることで、パルス構造がどれだけ速く変化するかを測定できます。頻度の高い変動を示す光度曲線では、ガンマ線バーストのパルス内にたくさんの高速変動が（ノイズ以外にも）見られます。下図に頻度の高い変動を示す例（右）とそうでない例（左）を示します。この違いから、天文学者は放射メカニズムのタイムスケールを知ることができます。頻繁な変動は、天体中の放射を起こす領域が小さいことを表します。なぜなら、光は有限の速度を持つため、放射領域が大きいということは、領域内で地球から遠い側から発せられた光がその領域を横切る時間差が生じるので、領域内での時間差がバラバラに分布することで短いタイムスケールの構造はぼやけてしまうはずだからです。

ガンマ線バーストと、関連する天体物理学についての詳細は以下のウェブサイトを参照してください。

NASAのニール・ゲーレルズ スウィフト天文台（現在本プロジェクトで用いているデータを取得した望遠鏡）のウェブサイト
https://swift.gsfc.nasa.gov/

NASAによる優れた入門ページ
https://imagine.gsfc.nasa.gov/science/objects/bursts1.html

やや古いですが14分の動画でガンマ線バーストの概要をうまくまとめている、PBSデジタルスタジオの天文学者Phil Plaitによるクラッシュコース

YouTubeのPBS Space Timeで天文学者Matt O'Dowdが中性子星について詳しく語った動画
「中性子星：宇宙で最も極端な天体」