食連星パトロール

質問があればトークページ で尋ねてください！その前に、よく聞かれる質問とその答えをここに紹介します。

プロジェクトや分類タスクの背景情報

タスクの画像では何を見ていますか？
分類であなたが見ているのは、NASAのTESSミッションで取得されたデータで、通常このように見えます。

それぞれの画像は 3つの パネル(ラベル1,2,3)で構成され、それぞれが検出されアルゴリズムで予備解析がされた食連星候補の様々な要素を強調しています。

上部パネル:光度曲線

ラベル1の上部パネルはそれぞれ、1つのターゲット天体の明るさの時間変動(光度曲線),を示しており、観測された時間が日単位で横軸に、測定された星の明るさを1.0に規格化したうえで縦軸にとっています。明るさのより深い落ち込み（理想的に解析できていれば、緑色の垂直のバンドで強調されています）が周期的な主極小です。もしあれば、副極小にあたるより浅い落ち込みもあります。

緑色の垂直のバンドは、私たちが使っている周期探索アルゴリズムが食があると判断した位置を示しています。理想的には、緑の垂直バンドは食と一致するはずですが、ノイズが多いデータだとうまく一致しません。

上部パネルのクローズアップを以下に示します

左下パネル:「位相折り畳み」光度曲線

下部のパネル（ラベル2）は上部パネルと同じデータを示していますが、アルゴリズムが測定した食の周期に合わせて位相折り畳みがされている点で異なります。

軌道周期は、ある天体が他の天体をちょうど軌道1周分公転するのに要する時間です。これは、位相0（周期の始まり）、位相1（1周期の終わり、対象星が軌道1周を完走した時点に相当）、位相2(2周期の終わり、軌道2周)などのように表されます。

位相折り畳みは光度曲線全体を同じ長さのセグメントで切り分け、すべてのセグメントを積み重ねるだけの操作です。切り分ける長さは1軌道周期で、上部パネルの緑色のバンド2本間の間隔に相当します。左下パネルの光度曲線では横軸は軌道位相をとっており、1軌道周期、位相0(周期の始まり)から位相1(周期の終わり)までをプロットしています。数学的に言えば、位相 = 時間を周期で割った値です。

ここでは光度曲線のパターンが見えるよう、2軌道周期をカバーするように位相-0.4から1.6まで拡張しています。その結果主極小は位相0と1に繰り返され、副極小があればそれも2回、たとえば位相0.5と1.5などに繰り返されます。

左下のパネルは以下のように見えます。

ここでは、測定した食連星の周期は正しく、全ての主極小（深いほうの落ち込み）は位相0,1に（軌道位相についてのさらなる詳細は後述）に畳み込まれています。このターゲット星では副極小（浅いほうの落ち込み）もあり位相0.5と1.5に畳み込まれています。注意すべきは、副極小は0と1位相以外では、0.5に限らずどの位置にも現れる可能性があることです。

分類プロセスの一環として、TESSデータからのモデル（上部パネル）が正しく主極小を位相0と1（左下パネル）に予想できているかを確認し、同時に存在するのであれば、位相0と1の間のどこかに 副極小がないかも探します。

右下パネル:TESSによる画像

この画像を確かめる目的は、正しいターゲットを見ているかのダブルチェックと、分類中のTESSの測定が信頼できることを追加で確認することです。

右下パネル（ラベル3）は対象星（赤い星マークで印されています）近くを中心に11ピクセル四方をTESSの撮影画像から切り出したサムネイル画像です。この画像は食の源のピクセルの位置（黒い円でマークされています）を見つけるために使います。
参考までに、TESSのそれぞれのピクセルは天球中の400平方秒角をカバーします。空全体が5350億平方秒角に相当するので、このピクセルはとても小さいです！

右下パネルは以下のように見えます。

理想的には右下パネルは画像の中央付近に位置する、よく1点に集まった（ピクセル化された）明るい点が数ピクセルに広がって見えます。これが分類において探すものなので、点や円、星マークは無視してください。

ただしデータセットには偽検出や信頼できない測定値が含まれる可能性があるので、いつもこの通りの画像が流れてくるとは限りません。だからこそ皆さんの助けによってそれらをふるい落とすことができます。

このプロジェクトの科学的目標は何ですか？

食連星パトロールの主目的はTESSが観測し、均一に精査・検証された食連星カタログを作ることです。これによって様々な銀河環境、恒星集団、進化段階における近接連星の進化や軌道・物理特性、形成についてより理解することができます。

よくある質問:食連星パトロールでの分類

時々、測定された周期が2倍、3倍の係数で長かったり短かったりするのはなぜですか？

これは、アルゴリズムが主極小を間違って数えたときに起こります。こうしたケースでは位相0と1の間に現れる「副極小」が主極小と同じ・あるいはより深い落ち込みを持っていることがあります。これは測定された周期が正しい周期の整数倍、たとえば2倍、3倍、1/2倍、1/3倍などであることを示します。この問題がある食連星候補を精査する際には上部パネルと左下パネルの両方を注意深く見比べます。分類中にどのように見えるかをみていきましょう。

以下は食連星候補のうち、アルゴリズムが主極小を 1つおきに 数えている例です（上部パネルの緑の垂直バンドを見てみましょう）。光度曲線全体の変動により、アルゴリズムは位相0.5や1.5にある主極小を見逃しています。結果、測定した周期1.26日は2倍長く、正しくは0.63日となります。

以下はもう1つの例です。今度は逆に、アルゴリズムは主極小 だけでなく 副極小まで主極小として数えてしまっているので、周期を2.2日と測定しています。目視で見ると分かるようにこれは2倍短く見積もっている例で、正しくは4.4日周期です。

2倍という係数が最も一般的ですが、より大きな係数（3倍、4倍以上）のケースもあります。以下は3倍長すぎる測定周期の例です。

右下のパネルが時々奇妙な見た目をするのはなぜですか？

時々、右下のパネルで1つの明るい点が見えないことがあります。

こうした画像は強い系統誤差をノイズとして引き起こし、食の測定されたピクセル位置（ライトセンター、フォトセンターと呼ばれます）が信頼できなくなります。ノイズとは自然の天体物理現象に起因しない、データ中に現れる信号のことを指します。

こうしたケースでは、可能であれば測定をやり直す必要がありますので、こうした画像を見つけたらトークボードにハッシュタグ #noisyimage をつけて投稿してください。

間違った分類に気づいた場合、戻って答えを変更できますか？

あなたは「完了」または「完了とトーク」を押す前までは答えを編集できます。しかし、一度あなたの分類を提出した後は、回答はそのまま私たちのデータベースに入りますので、あなたは答えを変更できません。しかし深刻に心配する必要はありません！各画像は複数人のボランティアが分類しているので、エラーは解消されます。

分類の答えが正しかったかを知ることはできますか？

Planet Hunters TESS プロジェクトから引用すると、「人間のパターン認識能力は優れているので、一般的に最初の答えが一番正しい」ということです。ぜひあなたには最善の判断をしていただければと思います。フィールドガイドや「このタスクに関するヘルプが必要ですか?」などを参考に、それでもわからなければトークページに投稿してください。

ハッシュタグ

サブジェクトの分類を効率よくする良い方法はハッシュタグを使うことです。

フィールドガイドやトークボード を確認して、 #noise や #incorrectperiod （モデルが位相0と1に正しく食を予期していない）、#offtarget （食連星の信号はターゲットではない近傍のフィールド星に起因する）、#needsmoreeyes （複数の星や複数の惑星系を見ている可能性がある）などを使ってください。あるいは自分で作ることもできます。ハッシュタグで、特定の特徴を持つサブジェクトを簡単に素早く検索することができます。

もっと知りたい人向けの情報

TICとは何の略ですか？

"TIC" はTESS Input Catalogの略です。TICカタログの名前は "TIC NNNNNNNNN"のように表されます。見ている星のTICナンバーが分かれば、その星の画像やより詳しい情報をミクルスキー宇宙望遠鏡アーカイブ (MAST)から得ることができます。ページの使い方ですが、画面左上に"Select a collection..."という文字が見えるのでそこから"MAST Catalogs"をドロップダウンして選びます。そして"Mission:"メニューから "TESS Input v8"を探し、右側の画面に"and enter target:"と表示されます。そこに調べたい星の番号"TIC NNNNNNNNN"を打ち込み"Search"をクリックします。

私が見ている恒星の情報を知ることはできますか？

あなたが分類している画像の右下隅にある丸いボタンのiマークを押してください。以下のようなポップアップが表示され"ExoFOP-TESS Link: https://exofop.ipac.caltech.edu/tess/target.php?id=177160057" といったリンクが表示されます。リンク先から、ターゲットについて多くの情報が得られる太陽系外惑星フォローアップ観測プログラムのページ(ExoFOP)に飛べます。

そのターゲットについてさらに情報を欲しい場合はExoFOPを下にスクロールし、左下の "External Links"を参照してください。

これらのリンクから、SIMBADやMAST、ケック天文台アーカイブなどほかのカタログにアクセスできます。

Fast Lightcurve Inspectorとは何で、どうやって使いますか？

Fast Lightcurve Inspector (FLI) はTESSデータの解析やインタラクティブな検証のためのオンラインプラットフォームです。それぞれの画像のiボタンからアクセスできます。

たとえば、TESSが観測したフィルターされていない対象星の光度曲線全体を閲覧できるので、自分でデータに位相折り畳みなどの処理を行うことができます。たとえばFLIで、特定の光度曲線の興味深い特徴が食連星に起因するかどうか確認することができます。これは光度曲線にノイズが多い場合、変動が大きく食が浅い場合などに役立ちます。

このタスクはコンピューターでもできるのでは？

はい、TESSデータの誤検出を識別するための解析のほとんどはコンピューターで行われます。しかしその結果は、検出された食の数が少ない場合、装置や天文学的なアーティファクトによりシグナルノイズ比が低い場合、系統誤差がデータに乗っていて支配的な場合など、信頼できるものではないことがあります。

例として食ではなく周期的な増光を示す光度曲線が以下です。ただし実際の天体の増光ではなく系統誤差によるものでしょう。

これは予想外のものではありません。アルゴリズムは数十万の光度曲線を分類するので時には混乱します。機械こそ間違いを犯しやすいものなので、あなたの助けが必要なのです！

加えて、コンピューターはここで表示される右下パネルのライトセンターの画像を、その質に関係なく位置カタログに対応する星と比べて測定します。右下のパネルはすべての検出された食の平均であることに注意してください。各ターゲット星にはそれぞれデータの独特な癖、系統誤差がありよい画像と悪い画像の違いが微妙である場合も多いです。そうした場合は人の目の方が評価能力が優れています。

ZooniverseでTESSが関わる太陽系外惑星に特化したプロジェクトはありますか？

はい、まずはPlanet Hunters TESS プロジェクトを確認してください。このプロジェクトではTESSの光度曲線を、食連星でなくトランジット系外惑星候補を見分けるために分類します。

食連星パトロールはPlanet Hunters TESS や Planet Patrolといったプロジェクトと何が違いますか？

本プロジェクトでは食連星と偽物を見分けています。とは言っても、私たちの候補の中にはたまに、光度曲線中にトランジット系外惑星の存在を示唆するイベントが含まれるものがあります。

Planet Hunters TESSではTESSのデータベースから、太陽系外惑星候補を中心に興味深い天体を探し、中には食連星も含まれます。

私たちの姉妹プロジェクトであるPlanet Patrolでは数千の既知のトランジット系外惑星候補を精査し、数百の偽検出を見つけました。そのカタログをここ から閲覧できます。

右下パネルに時々赤い点が見えるのはなぜですか？

右下のパネルに表示される記号は科学チームがデータをより詳細に分析する際に使うものなので、あなたが分類する際には無視して構いません。とは言えその意味が気になるという方向けに概略を説明します。

赤い点は天球上でTESSのターゲット星の近くに見えている星（その対象星と物理的に関係があるとは限らず、偶然同じ方向に見えているだけかもしれません）を示し、検出された食を生むには十分の明るさです。赤い点の存在は対象星が食連星か偽物である可能性を示します。

理想的には赤い点は赤い星マーク(Gaia カタログでの対象星の位置)と黒い丸（食の起源として測定された位置）の両方からはっきり離れています。その場合は近傍の星が赤い点に対応し、その星が偽検出を生む可能性はないため対象星が本物の食連星であるとの証拠になります。以下がその例です。

別のケースでは、赤い点は黒い円と接近していますが、赤い星マークだけ両方から離れています。この場合は、食連星であるのは対象星ではなく赤い点に対応する近傍の星のほうです！以下がその例です。

時々、赤い星マークも黒い円も赤い点もすべて互いに近い時があります。以下がそうした例であるTIC 348842168のケースです。

左側に5ピクセル四方のTESS画像、右側がその領域に対応するDigitized Sky Survey (DSS)の画像です。DSSのピクセル解像度はTESSより約20倍細かいので、対応する画像の解像度もそれだけ優れています。DSS画像はここからインタラクティブに閲覧できます。

TESSの赤い点は近傍のフィールド星(TIC 737405737) に対応し、対象星(TIC 348842168) から1.5秒角しか離れていません。これはTESSのピクセルの1/10に満たない距離です！DSS画像ではTIC 737405737は十字のすぐ上の黄色いxマークに対応しています。

2つのうち１つが食連星でもう1つは偽物です。しかしこのターゲットについてTESS画像だけで判断できるのはここまでです。天球上の1.5秒角は、アルゴリズムにどっちがどっちか判断させるには小さすぎます。こうしたターゲットを分類中に見つけたら、トークボードでハッシュタグ #fscp ("Field Star in Central Pixel" ピクセル中央のフィールド星の意味、これが混同を起こすのに十分明るいが、ターゲットに近すぎて除外できない)をつけて投稿してください。

食連星パトロールにもっと取り組みたいですか？

食連星パトロールについてもっと興味があり学びたい、単に分類に貢献するだけではなくもっとプロジェクトに関わりたいですか？もしそうなら、このグーグルフォームを通じてe-mailアドレスを送ってもらえれば、あなたをアドバンストユーザーグループに加えます。

興味深い天体を見つけましたか？

主極小の間にさらなる食やトランジットのある多重恒星系を見つけましたか？これらは様々な光度曲線の形、パターンや構成で現れ、一般的に通常の食のパターンに加えて1つ以上の「外れ値」が重なることで特徴づけられます。以下は、食連星(EB)や部分的な食(tert)を起こしている三重連星系の例です。

さらに多くの例についてはこの論文と論文中の引用文献を参照してください。

トークページではそのようなターゲット天体にはハッシュタグ #needsmoreeyes をつけて投稿できます。また、グーグルフォームに記入することで潜在的な候補天体を追跡することもできます。新発見のこのドキドキを皆に伝えたい、大声で叫びたいというときはぜひ活用してください。