Wetenschappers maakten gebruik van het wereldwijde netwerk van vrijwilligers die Backyard Worlds:Planet 9 gebruikten om tientallen nieuwe bruine dwergen in kaart te brengen, of ballen gas niet zwaar genoeg om sterren te zijn.

Bevindt ons zonnestelsel zich in een typische Melkwegbuurt? Wetenschappers zijn dichter bij het beantwoorden van deze vraag gekomen, dankzij het door NASA gefinancierde Backyard Worlds:Planet 9-project, een burgerwetenschappelijke samenwerking tussen professionele wetenschappers en leden van het publiek.

Wetenschappers maakten gebruik van het wereldwijde netwerk van 150, 000 vrijwilligers gebruiken Backyard Worlds:Planet 9 om nieuwe voorbeelden van bruine dwergen te vinden. Deze objecten zijn gasballen die niet zwaar genoeg zijn om sterren te zijn, omdat ze zichzelf niet kunnen voeden door kernfusie zoals sterren dat doen. En terwijl 'bruin' in de naam staat, ze zouden magenta of oranjerood lijken als iemand ze van dichtbij zou kunnen zien. Door een volledige kaart van deze objecten te maken, wetenschappers zouden kunnen achterhalen of verschillende soorten bruine dwergen gelijkmatig zijn verdeeld in de buurt van ons zonnestelsel.

Telescopen kunnen bruine dwergen detecteren omdat ze warmte afgeven, in de vorm van infrarood licht, overgebleven van hun vorming. Infrarood licht is onzichtbaar voor menselijke ogen, maar het kan verleidelijke details onthullen over bruine dwergen en andere objecten in het universum.

Het resultaat van de nieuwe burgerwetenschapsinspanning is de meest complete kaart tot nu toe van L, T- en Y-dwergen in de buurt van het zonnestelsel. Deze bruine dwergvariëteiten kunnen temperaturen tot duizenden graden Fahrenheit hebben, maar de Y-dwergen, welke zijn de coolste, kan temperaturen onder het vriespunt hebben en wolken gemaakt van water.

Natuurlijk, het idee van een astronoom van een buurt is in de ruimte anders dan op aarde. De kaart omvat een straal van 65 lichtjaar, of ongeveer 400 biljoen mijl, met "naaste buren" die de ruimte bewonen binnen ongeveer 35 lichtjaar, of 200 biljoen mijl.

Sinds 2017, burgerwetenschappers zijn op zoek naar bruine dwergkandidaten als onderdeel van Backyard Worlds, gebruikmakend van gegevens van NASA's Near-Earth Object Wide-Field Infrared Survey Explorer (NEOWISE) -satelliet, samen met observaties in de hele lucht die tussen 2010 en 2011 zijn verzameld onder de vorige naam, VERSTANDIG. Het Backyard Worlds-team werkte ook samen met Caltech's Summer Research Connection-programma om middelbare scholieren te betrekken bij het vinden van bruine dwergen. Zowel wereldwijde vrijwilligers als middelbare scholieren in de Pasadena, Californië, gebied worden vermeld als co-auteurs van de studie, die werd gepresenteerd op de 237e bijeenkomst van de American Astronomical Society.

Terwijl bruine dwergen miljoenen tot miljarden jaren oud zijn, dit team van professionele en burgerwetenschappers had een veel kortere deadline om ze te vinden. Ze wisten dat NASA's Spitzer Space Telescope het enige operationele observatorium was dat de afstanden en posities kon bevestigen van de bruine dwergen waarin ze geïnteresseerd waren. en Spitzer zou in januari 2020 met pensioen gaan. Het was een hectische haast om zoveel mogelijk bruine dwergen te vinden, zodat Spitzer hun locaties nauwkeuriger kon onthullen.

Gelukkig, burgerwetenschappers hielpen de dag te redden:ze ontdekten tientallen nieuwe bruine dwergen.

"Zonder de burgerwetenschappers, we hadden niet zo'n compleet voorbeeld in zo'n korte tijd kunnen maken, " zei J. Davy Kirkpatrick, wetenschapper bij Caltech/IPAC in Pasadena en hoofdauteur van de studie. "Met de kracht van duizenden onderzoekende ogen op de gegevens, konden we veel sneller bruine dwergkandidaten vinden."

Professionele astronomen gebruikten vervolgens Spitzer om 361 lokale bruine dwergen van het type L te observeren, T, en J, en combineerde ze met eerdere ontdekkingen om een ​​3D-kaart van 525 bruine dwergen te maken. Naast de ontdekkingen van de burgerwetenschap, wetenschappers maakten gebruik van CatWise, een door NASA gefinancierde catalogus van objecten van WISE en NEOWISE, om hun volkstelling te voltooien.

En er is een verrassing:een van de buren van ons zonnestelsel - de koudste bekende Y-dwerg van de melkweg, met temperaturen die waarschijnlijk onder het vriespunt liggen - vertegenwoordigt een zeldzame bewoner in de kosmische buurt. Astronomen hadden verwacht dat ze er nog veel meer in de buurt zouden vinden. Maar dit kan zijn omdat de huidige telescopen niet gevoelig genoeg zijn om ze te vinden, omdat deze objecten zo zwak zijn.

Zoals eerder onderzoek heeft uitgewezen, van de zeven objecten die zich het dichtst bij ons zonnestelsel bevinden, drie zijn zeldzame soorten bruine dwergen. De rest zijn normale sterren:rode dwergen Proxima Centauri en Barnard's Star, en zonachtige sterren Alpha Centauri A en B.

"Als je de zon op een willekeurige plaats op onze 3D-kaart zou plaatsen en je zou vragen, "Typisch, hoe zien zijn buren eruit?" We ontdekken dat ze er heel anders uit zouden zien dan onze echte buren, " zei Aaron Meisner, assistent-wetenschapper bij het NOIRLab van de National Science Foundation en co-auteur van de studie.

Dus, is de zon in een ongewoon diverse kosmische omgeving, of is het gewoon dat nabijgelegen Y-dwergen het gemakkelijkst te zien zijn? Astronomen zullen verder onderzoek moeten doen om erachter te komen.

Sommige van deze L, T, en Y-dwergen hebben massa's en temperaturen die vergelijkbaar zijn met exoplaneten - planeten buiten ons zonnestelsel. Details krijgen over verre planeten kan een uitdaging zijn, want als ze om andere sterren draaien, sterrenlicht is een stuk helderder dan de planeet. Omdat bruine dwergen in deze studie niet om sterren draaien, een telescoop hoeft geen sterrenlicht af te trekken om ernaar te kijken. Dit maakt van bruine dwergen een nieuw soort laboratorium voor het begrijpen van exoplaneten.

Wetenschappers zullen nog meer leren over bruine dwergen met NASA's aanstaande James Webb Space Telescope, die deze mysterieuze objecten in infrarood licht in detail zal onderzoeken. NASA's aanstaande SPHEREx-missie, wat een infraroodonderzoek door de hele hemel zal zijn, biedt ook nieuwe mogelijkheden om meer bruine dwergen te karakteriseren.

Het Backyard Worlds:Planet 9-project is aan de gang en staat open voor iedereen over de hele wereld die wil deelnemen aan de zoektocht naar meer mysterieuze objecten in ruimtevaartuiggegevens. Naast een totaal van ongeveer 3, 000 bruine dwergen, vrijwilligers hebben geholpen bij het vinden van de oudste, koudste witte dwerg omringd door een schijf puin.

"Ik geniet van dit project omdat de objecten die we naar de onderzoekers sturen, met een grote telescoop kunnen worden waargenomen, " zei Melina Thévenot, een burgerwetenschapper in Duitsland die wordt vermeld als co-auteur van de nieuwe studie. "Ik denk dat wij vrijwilligers echt de vruchten kunnen zien van onze inspanningen met dit project en de publicaties van het wetenschappelijke team."