從植物和動物到熱帶氣旋和星系，各種各樣的自然物體都可以看到螺旋結(jié)構(gòu)?，F(xiàn)在，北卡羅萊納州自然科學(xué)博物館的研究人員已經(jīng)開發(fā)出一種技術(shù)，該技術(shù)可以精確地測量旋渦星系的纏繞臂，這一技術(shù)非常容易，幾乎任何人都可以參加。目前，這種新的簡單方法正在一項名為“螺旋圖”的公民科學(xué)項目中應(yīng)用，該項目利用了人與生俱來的模式識別能力，最終可以為研究人員提供有關(guān)星系如何演化的一些見識。

像我們自己的銀河系一樣，螺旋星系約占附近宇宙中星系的70%。在許多這樣的星系中，繞組臂和臂間區(qū)域之間的亮度差異非常微妙，這給自動測量方法帶來了挑戰(zhàn)。甚至明亮的前景恒星也會歪曲對星系的自動分析。此外，人們?nèi)菀卓吹讲⒏S螺旋星系中的模式，但是計算機(jī)算法很難確定螺旋在何處開始和結(jié)束，特別是在螺旋不連續(xù)的情況下。

螺旋圖項目利用了美術(shù)課中常見的歷史悠久的捷徑-追蹤。北卡羅萊納州自然科學(xué)博物館的輔助研究人員伊恩·休伊特(Ian Hewitt)和博物館天文學(xué)與天體物理研究實(shí)驗(yàn)室的助理負(fù)責(zé)人帕特里克·特勞特哈特(Patrick Treuthardt)在一組具有已知繞線的螺旋星系的簡單模型圖像上測試了其追蹤方法。然后他們找出螺旋結(jié)構(gòu)并使用他們自己專門設(shè)計的軟件P2DFFT測量了曲線的繞線。當(dāng)他們將結(jié)果與涉及人工智能程序的其他方法進(jìn)行比較，將觀察到的結(jié)構(gòu)與數(shù)學(xué)模型進(jìn)行擬合，甚至直接將圖像輸入到自己的測量軟件中時，沒有一種方法能像其跟蹤方法一樣精確，準(zhǔn)確。一份詳細(xì)介紹這種比較的論文發(fā)表在2020年3月9日的網(wǎng)上?！堵菪龍D》可在Zooniverse.org平臺上用于公民科學(xué)項目。

Treuthardt說：“這些人為產(chǎn)生的描記使我們的軟件得到了增強(qiáng)，因此它可以準(zhǔn)確地測量出包裹結(jié)構(gòu)的緊密程度。”“螺旋臂的纏繞程度稱為俯仰角。如果螺旋圖案具有非常緊密地纏繞的臂，則螺距角很小。如果螺旋樣式非常開放，則螺距角也很大。”為什么俯仰角很重要?因?yàn)樗c主機(jī)星系的其他參數(shù)相關(guān)，這些參數(shù)更難且更耗時地進(jìn)行測量，例如原子核中黑洞的質(zhì)量或星系的暗物質(zhì)含量。Treuthardt補(bǔ)充說：“如果我們知道俯仰角，我們可以快速，輕松地估計這些參數(shù)，并找到有趣的星系，以進(jìn)行更詳細(xì)的后續(xù)望遠(yuǎn)鏡觀測。”