美国宇航局公民科学如何推动未来系外行星研究

美国宇航局即将启动的旗舰天体物理学任务——南希·格雷斯·罗曼太空望远镜和宜居世界天文台，将研究太阳系外的行星，即系外行星。迄今为止，已确认的系外行星超过 5,000 颗——鉴于科学家估计天空中每颗恒星至少有一颗系外行星，搜寻才刚刚开始。罗曼和宜居世界天文台发现的系外行星可能不仅由专业研究人员发现，还可能由感兴趣的公众成员（即公民科学家）发现。

系外行星研究与公民科学有着长期的联系。NASA 的 TESS（凌日系外行星勘测卫星）任务和现已退役的开普勒任务负责迄今为止发现的绝大多数系外行星，它们均在处理后立即向公众免费提供观测结果。这一开放科学政策为公众参与 NASA 的系外行星科学铺平了道路。 

美国宇航局的“行星猎人 TESS”项目邀请公众在线对 TESS 上的系外行星光变曲线进行分类。另一个项目“系外行星观察”允许公民科学家收集有关已知系外行星的数据，将他们的观察结果提交给美国宇航局的公共数据档案，如果他们的观察结果被用于科学论文，他们就会获得荣誉。参与者甚至不需要自己的望远镜——“系外行星观察”还会整理来自机器人望远镜的数据供用户处理。 

“世界上任何拥有智能手机或笔记本电脑的人都可以充分参与这些公民科学活动，以帮助我们更多地了解宇宙，”系外行星观察项目负责人兼项目科学家、马里兰州格林贝尔特美国宇航局戈达德太空飞行中心天体物理学家罗布泽勒姆 (Rob Zellem) 说。 

美国宇航局的公民科学项目已经利用开普勒和 TESS 数据发现了几颗新行星。它们还帮助科学家优化了观察重要目标的最佳时间，为美国宇航局的詹姆斯·韦伯太空望远镜等当前旗舰任务节省了数小时的宝贵观察时间。 

罗曼号和宜居星球观测站为公民科学研究提供了更多可能性。罗曼号预计将于 2027 年 5 月发射，它将通过直接成像、凌日和引力微透镜发现系外行星。此后，宜居星球观测站将直接拍摄我们太阳系附近恒星的图像，以寻找可能宜居的行星并研究它们的大气层。 

就像之前的开普勒和 TESS 一样，罗曼和宜居世界观测站的数据在处理后将立即向科学界和公众开放。罗曼的调查预计每天将向地球发送 1TB 的数据——是韦伯的 17 倍多——公众有很大机会帮助筛选这些信息。 

“公众可以像我作为任务科学家一样快速地获得罗曼数据，”泽勒姆说道，他同时还担任罗曼在 NASA 戈达德航天中心的通信副项目科学家。“这确实让罗曼成为一项适合所有人的任务。” 

尽管宜居星球观测站的全部功能和仪器尚未最终确定，但预计公民科学的参与将继续进行。该任务背后的团队正在采取以社区为导向的规划方法，向想要做出贡献的志愿者开放工作组。 

“宜居星球观测站已经为开放科学定下了基调，”华盛顿 NASA 总部任务项目科学家 Megan Ansdell 说道。“这个过程尽可能地开放，这些工作组向世界上任何想加入的人开放。”目前已有 1,000 多名社区工作组成员参与其中，其中一些是公民科学家。 

罗曼日冕仪是在南加州 NASA 喷气推进实验室进行测试时拍摄的，它是一项技术演示，旨在阻挡星光，让科学家看到来自太阳系外行星的微弱光线。它代表了罗曼为系外行星研究做出贡献的多种方式之一。

未来的公民科学计划可能会与人工智能 (AI) 等尖端工具相结合，以提高效率。NASA 总部宜居世界观测站副项目科学家 Joshua Pepper 表示：“人工智能在分类和识别异常事物方面非常强大。但对这些异常事物的评估通常需要人类的洞察力、干预和审查，我认为这对公民科学家来说是一个非常好的参与领域。” 

在“罗曼”号和宜居世界天文台发射之前，系外行星公民科学家仍然需要分析来自开普勒和 TESS 卫星的大量数据，但当新任务开始提供大量数据时，社区的贡献将变得更加重要。正如泽勒姆所说，“我们现在正处于系外行星科学的黄金时代。” 

美国宇航局的公民科学项目是科学家和感兴趣的公众成员之间的合作，不需要美国公民身份。通过这些合作，志愿者（称为公民科学家）帮助实现了数千项重要的科学发现。要参与项目，请访问美国宇航局的公民科学页面。