ぎんがフレンズ - ESAユークリッド

科学的な内容
タスクについて
インターフェースについて
練習用画像について

科学的な内容

重力レンズとは何ですか?

重力レンズとは重力が光を曲げる現象です。地球上でこれに気付くことはできませんが、宇宙でも最も重い銀河ほどになればその効果を見ることができます。

重力レンズ系とは何ですか?

重力レンズ系は、レンズ銀河となる大質量の銀河と、そこからさらに地球から離れた光源となる銀河で構成されています。遠方の光源銀河からの光は、レンズ銀河に屈折させられて地球に到達します。これを重力レンズ系と呼んでいます。空の中での見かけ上の位置が光源とレンズ銀河でよく揃っていないといけないので、こうした系は非常に珍しいです。そのため多くの画像には重力レンズが写っていませんが、一部には確かに存在します！

重力レンズ系は典型的にはどのように見えますか?

典型的なレンズ系には大質量のレンズ銀河（または銀河群）と、それを取り囲むように複数の円弧状になった背景銀河の像が見えます。時々背景天体がクエーサーの時があり、レンズ効果を受けたクエーサーは複数の恒星状（コンパクトな見た目）の像となってレンズ銀河の周りに見えます。

レンズ銀河とレンズ効果を受けた銀河の違いは何ですか?

レンズ銀河は周囲の時空をゆがめることで光を曲げる、前景の大質量銀河です。レンズ効果を受けた銀河は遠方の背景銀河で、その光線がレンズ銀河に曲げられたり偏向されてから地球に届きます。

レンズとなる銀河を単に「レンズ」、レンズ効果を受ける銀河を単に「光源」と呼ぶのは一般的な呼び方です。

なぜ多くの背景銀河が青く、多くの前景の銀河は黄色がかった赤色なのでしょうか?

重力レンズの理論によれば、背景光源が前景の大質量天体からうまく重力レンズ効果を受けるには、光源天体が最適な距離関係にある必要があります。

多くの撮像サーベイにおいて、宇宙の年齢のだいたい半分まで遡ると、渦巻銀河よりもはるかに質量が大きく、年老いた恒星の多い楕円銀河が多くを占めています。年老いた星々は黄色に見える波長の光を多く放つため、こうした銀河は黄色がかって見えます。こうした大質量銀河は背景銀河やクエーサーの像をより効果的に複数像に曲げます。

また、宇宙年齢が現在の1/4ほどしかなかった頃の距離に、渦巻銀河や星形成銀河の存在率が上昇していることも分かっています。偶然にもこの距離は、前景の楕円銀河による強いレンズ効果を受けやすい距離にあたります。そして渦巻銀河は若く高温で青い光を多く放つ星々が多く、そのため多くのレンズ効果を受ける側の銀河は青みがかっていますが、例外もあります。

なぜ重力レンズ系は興味深いのでしょうか?

重力レンズは天体物理学において様々な応用ができます。最も重要なのは、ほかの手法では探査の難しい暗黒物質の特性の理解です。また、レンズ系は遠方の背景銀河の像を増幅・拡大させるので、通常は観測が困難な遠方の暗い銀河の詳細を理解できます。他に、宇宙年齢の測定や太陽系外惑星の発見のような応用例があります！

重力レンズ探しになぜ私が必要とされているのでしょう?

夜空の中でレンズ系がどのように見えるかは、そのレンズ天体や背景天体の特性に応じた複数の要因によります。レンズ系はとても複雑で、検出プロセスを完全に自動化することは大きな困難が生じます。主な障壁の1つに、レンズのような天体、たとえば渦巻銀河やリング銀河、画像のアーティファクトで弧状に見える特徴との混同があります。人間は複数レベルで複雑さをもつ物体の視覚処理やフィルタリングや、予期せぬ特徴を持つユニークな天体を見つけることに長けています。レンズ系の分類もこの条件に当てはまるので、新しいタイプのレンズ天体の発見とより良いアルゴリズムの構築といった両面で、みなさんの力が必要です。

何が重力レンズでどれがそうでないかをどうやって知ればいいのでしょうか?

フィールドガイドでレンズや偽物のレンズの例を紹介しています。これは分類画面のウィジェットとして表れています。画像をクリックすると説明を見ることができます。また、トークページで他の人と議論することもできます。

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タスクについて

私がすべきことはなんですか?

[分類ワークフロー] 分類段階での主なタスクは、表示された画像を見て、画像中に見つけた重力レンズの特徴をマークすることです(重力レンズの定義については科学的な内容セクションを参照してください)。レンズ系は珍しいので、ほとんどの画像には重力レンズは含まれていませんが、一部の画像にはレンズがあり、さらに珍しいケースでは複数のレンズがありますので注意深く見てください。

[リファインワークフロー]リファイン段階での主なタスクは、前の分類ワークフローで強いレンズの候補として絞り込まれた上位の画像を見て、確実なレンズか、比較的有望なものか、それともレンズではないかを評価付けしてもらいます。

レンズかどうかを甘めに判断すべきでしょうか、それとも厳しめに判断すべきでしょうか?

分類ワークフローでは、私たちは珍しい重力レンズを見逃したくないので、疑わしきものはマークしてください。フィールドガイドは重力レンズの特徴がある画像かを判断するうえで役立ちます。リファインワークフローではより慎重に見てもらいますが、カテゴリー付けはあなたの考え、そして重力レンズかどうかの不確実さを反映させるうえで役立ちます。

なぜ同じ天体について複数パネルを表示するのでしょうか?
それぞれの候補銀河について、異なるコントラストや明るさで設定した画像を複数種提示することで、微弱なレンズの特徴も見つけやすくなります。

1つの画像に複数のレンズ像が見える場合はどうすればいいですか?

[分類ワークフロー]での話ですが、1つのレンズ系に対して最低1つ以上のレンズの特徴をマークしてください。たとえば弧状の特徴や、クエーサーのコンパクトな（小さな丸）構造などです。レンズとの識別を登録するには1つのレンズの特徴をマークすれば十分ですが、必要に応じて複数の特徴をマークしても構いません。

分類対象であるレンズ銀河の候補は常に画像中心にありますか?

これらの画像は、レンズ天体らしき天体（大質量の黄色い楕円銀河や銀河群）をすべて含むように選んでいるので、レンズ候補は画角の中央付近にあるようになっていますが、保証はできません。

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インターフェースについて

この節の内容は[分類ワークフロー]のみに適用されます（リファインワークフローでは無関係です）

マーカーをどこに配置すべきですか？
または
シミュレーションレンズにマーカーを置きましたが、見逃した(missed)とのフィードバックを得ました。何が問題でしたか?

レンズ効果によって生じた特徴、たとえば曲がった円弧や複数のコンパクトなクエーサーがあればマークしてください。4つのパネルのうちどれか1つにマークすれば良く、マークすると残りのパネルにも自動で複製されます。

時々ウェブサイトから、マークしたにもかかわらずシミュレーションレンズを見逃したとのフィードバックが返ってくることがあります。これはたとえばマークが、レンズ周囲のレンズ効果を受けた天体像ではなくレンズ銀河そのものの中心に置かれていると起こります。もしそれにも当てはまらず、バグが疑われる場合はトークページで画像IDとともにお知らせください。

マーカーを削除できますか?

はい、マーカーのどれか1つを選ぶと、その上にx印が表示され、それをクリックすれば削除できます。

追加のツールをいつ使うべきですか?

多くのレンズ像は暗く、明るく黄色いレンズ銀河に近いです。そのためレンズ銀河のそばの特徴を拡大・移動・色反転を用いて詳細に観察し、暗いレンズ像を見逃さないようにできます。

レンズを見逃しました！戻ってやり直すことはできますか?

分類画面下やプロフィール画面の「最近行った分類」から、最後に分類した画像を参照できます。分類提出後にその答えを修正することはできませんが、その画像へのコメントをトークページに投稿して、新たにタグ付けして議論することは可能です。

興味深い画像を見つけました！何ができますか?

マーカーはレンズの特徴についてのみ適用してください。しかしレンズでは無くとも面白い見た目の天体を見つけたら、ハートのボタンからお気に入りに追加できます。お気に入りの一覧はあなたのプロフィールページにも表示されます。さらにトークページに投稿することでほかの人とも共有でき、コレクションに追加することもできます。

画像の一部（縦方向か横方向）が完全に暗くなっていることがありますが、なぜでしょう?

心配は要りません。これは画像が望遠鏡のサーベイ領域の端部分に位置し、暗い部分はデータがないことを表しています。

ウェブサイトの一部が表示されませんが、どのブラウザに対応していますか?

このページでは主要ブラウザーの最新バージョンと1つ前のブラウザーでの動作を保証しています。

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練習用画像について

シミュレーションレンズ系とは何ですか?

シミュレーションレンズ系とは背景天体と前景天体の標準モデルを用いて、架空の重力レンズ系の画像をコンピューターで生成したものです。シミュレーションレンズは望遠鏡が実際に撮影した画像にレンズ像を合成して作成しています。

なぜシミュレーションレンズは実際のレンズよりも多く混ざっているのでしょうか?

フィールドガイドでは実際のレンズの例をいくつか紹介しているように、レンズ系の特性は様々ですが、そのそれぞれが存在量が稀なので、コンピューターアルゴリズムを使って多くのシミュレーションレンズを作ります。どのようなレンズが見つかりやすく、または見逃されやすいかを理解するには大規模なトレーニングサンプルが必要です。しかし既知のレンズの数が少ないためそれだけでは数が不十分であり、そのためシミュレーションレンズで既知サンプルを補っています。

練習用画像をオフにできますか?

シミュレーションレンズや偽物のレンズの練習用画像のフィードバックを挟まないと、分類を間違える可能性が高くなることを把握しています。どんなレンズも見逃してほしくないので、そのためには練習用画像を見せ続けることが必要と考えています。分類回数が増えていったユーザーには、だんだん練習用画像の表示頻度は減らしています。みなさんが練習用画像をどれくらい正確に分類できるかを知ることは、本プロジェクトで発見される実際の重力レンズの解釈にあたっても重要です。どういった種類のレンズが見つけやすい/見つけにくいかによって、レンズの種類のサンプル数の偏りが生じるからです。
また、このブログ記事や、この論文とこの論文で詳細について説明しています。

フィードバックメッセージをオフにできますか?

重力レンズ現象は珍しいので、フィードバックメッセージがないとレンズのない画像に慣れすぎて分類のミスが生じやすくなることを把握しています。貴重なレンズを見逃したくないため、メッセージを表示し続けることが最善策だと考えております！

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