Voiko tähden kirkastuminen paljastaa piilossa olevan mustan aukon?

Tähtien kirkkauskäyrissä voi piillä vihje mustasta aukosta, joka ei itse säteile näkyvää valoa. Black Hole Hunters -projekti pyytää vapaaehtoisia etsimään TESS-avaruusteleskoopin havainnoista toistuvaa kirkastumista: sopivassa tilanteessa näkymätön kumppani voi taivuttaa ja voimistaa tähden valoa kulkiessaan sen editse. Vapaaehtoisten luokittelut ja algoritmit auttavat tutkijoita seulomaan havaintoja, mutta kiinnostava signaali on vasta jatkotutkimusta vaativa ehdokas — ei vielä vahvistettu musta aukko. 1718

Millainen signaali voi paljastaa mustan aukon?

Black Hole Hunters etsii kaksoistähtijärjestelmistä gravitaation itselinssausta. Ilmiö voi näkyä, kun järjestelmää tarkastellaan lähes sivuttain: pimeän kumppanin painovoima taivuttaa näkyvän tähden valoa ja voi hetkellisesti suurentaa sen kirkkautta. Toisin kuin yksittäinen mikrolinssitapahtuma, itselinssauksesta syntyvä kirkastuminen voi toistua järjestelmän kiertoradan tahdissa. 18

Tutkijat etsivät juuri tällaista toistuvaa muutosta tähtien kirkkauskäyristä. Simuloidut esimerkit opastavat vapaaehtoisia siinä, millaisia kuvioita havainnoista kannattaa etsiä. Tapahtumat ovat harvinaisia: projektin usein kysyttyjen kysymysten mukaan kuvatuissa havainnoissa ei tuolloin ollut vielä löydetty varmaa esimerkkiä mustan aukon aiheuttamasta itselinssauksesta.

Ihmiset ja algoritmit seulovat havaintoja yhdessä

Zooniverse-verkkopalvelussa toimivassa Black Hole Huntersissa osallistujat opettelevat luokittelemaan tähtien kirkkauskäyriä verkkoperehdytyksen avulla. Projekti hyödyntää TESS-havaintoja, ja tutkijat ovat kertoneet suunnitelmista tarkastella myös muiden kartoitusten aineistoja. 1718

Vapaaehtoisten tekemät luokitukset eivät korvaa tutkijoiden analyysiä, vaan täydentävät sitä. Tutkija Adam McMaster kertoi huhtikuussa 2026, että osallistujat olivat tehneet 7,6 miljoonaa luokittelua. Hän kuvasi, kuinka luokitteluja ja aiempaa kehittyneempiä simulaatioita yhdistetään algoritmien kehittämiseksi: niiden on tarkoitus esikarsia kirkkauskäyriä ja auttaa rajaamaan jatkoon lupaavimmat ehdokkaat.

Projekti käynnistyi Zooniversessa 26. lokakuuta 2021. Sen tiimiin kuuluvat Adam McMaster, Hugh Dickinson ja Matthew Middleton, ja yhteistyöhön osallistuu tutkijoita muun muassa Southamptonin yliopistosta, Open Universitystä ja Flatiron Institutesta. Southamptonin yliopiston mukaan vuonna 2024 myönnetty apuraha tuki Middletonin ja McMasterin työtä yhdessä Dickinsonin kanssa sekä vapaaehtoisten rekrytointia. 17

Higgs Hunters etsi poikkeamia hiukkastörmäysten kuvista

Higgs Hunters oli erillinen projekti, joka tutki aivan toisenlaista aineistoa. Vapaaehtoiset tarkastelivat CERNin suuren hadronitörmäyttimen (LHC) ATLAS-kokeen kuvia ja etsivät keskipisteestä poikkeavia hajoamiskohtia: hiukkasjälkiä, jotka näyttävät alkavan muualla kuin törmäyksen pääpisteessä. Tällainen jälki voi antaa vihjeen hiukkasesta, joka on kulkenut jonkin matkaa ennen hajoamistaan. Yksittäinen erikoinen merkki kuvassa ei kuitenkaan itsessään todista uuden hiukkasen löytyneen. 10

Hankkeen aineistoa käsitelleessä tutkimuksessa arvioitiin, miten ei-asiantuntijat tunnistivat pitkäikäisten hiukkasten hajoamisia ja muita poikkeavia piirteitä. Tutkimuksen mukaan vapaaehtoisten tehokkuus ja väärien osumien määrä olivat vertailukelpoisia siinä tarkasteltujen ATLAS-algoritmien tuloksiin. Vapaaehtoiset nostivat lisäksi esiin odottamattomia piirteitä sisältäneitä tapahtumia, joita voitiin tutkia tarkemmin. 3

Oxfordin yliopiston mukaan Higgs Hunters keräsi 42 280 osallistujaa yli 170 maasta, ja hankkeen myöhempään analyysivaiheeseen osallistui myös brittiläisiä koululaisia. Nämä osallistujaluvut koskevat Higgs Huntersia, eivät Black Hole Huntersin luokitteluja. Tulosta ei myöskään pidä tulkita niin, että vapaaehtoiset päihittäisivät algoritmit kaikissa tieteellisissä tehtävissä. 4

Mitä kansalaistiede voi tuoda tutkimukseen?

Nämä kaksi hanketta havainnollistavat, miten vapaaehtoiset voivat auttaa käymään läpi suuria aineistoja ja kiinnittää tutkijoiden huomion mahdollisiin poikkeamiin. Higgs Hunters vertasi ihmisten luokitteluja algoritmeihin tietyssä kuvantunnistustehtävässä. Black Hole Hunters puolestaan yhdistää vapaaehtoisten luokitteluja simulaatioihin ja algoritmiseen esikarsintaan aivan toisenlaisen, tähtien kirkkauden muutoksia kuvaavan aineiston tutkimiseksi. Kummassakin tapauksessa lupaava havainto tarvitsee tieteellistä jatkoanalyysiä ennen kuin siitä voidaan tehdä löytöä koskevia johtopäätöksiä. 318