Wetenschap
Een telling van de zonne-wijken, dankzij NASA-burgerwetenschap
Om een telling van nabijgelegen kosmische objecten uit te voeren, zal het versturen van een enquête niet werken. Wetenschappers moeten veel telescopen met verschillende specialisaties gebruiken om in kaart te brengen wat zich in de algemene omgeving van de zon bevindt.
Om meer te weten te komen over onze buren en hoe ze zijn ontstaan, werken wetenschappers samen met burgerwetenschappers en vrijwilligers van over de hele wereld. Ze hebben professionele wetenschappers geholpen een nieuwe telling van meer dan 4.000 kosmische objecten te creëren via het Backyard Worlds:Planet 9 burgerwetenschapsproject.
Een nieuwe studie in The Astrophysical Journal Supplement Series toont de resultaten van die telling binnen 65 lichtjaar van de zon. Onderzoekers ontdekten dat er in dit gebied vier keer meer sterren zijn dan bruine dwergen, maar dat objecten met een lage massa vaker voorkomen dan objecten met een hoge massa. De gemiddelde massa van een object in dit gebied is 40% van de massa van de zon.
"Er zit iets met het proces van stervorming verborgen in deze gegevens", zegt J. Davy Kirkpatrick, hoofdauteur van de studie en onderzoekswetenschapper bij Caltech's IPAC (Infrared Processing and Analysis Center) in Pasadena, Californië. "We hebben nog een idee van hoe het werkt."
Wat zijn bruine dwergen?
Bruine dwergen zijn niet helemaal sterren en niet helemaal planeten, maar ergens daartussenin. Ze zijn over het algemeen massiever dan Jupiter, maar smelten geen waterstof in hun kernen zoals zelfs de sterren met de laagste massa dat doen. De studie ondersteunt het idee dat het proces van het vormen van bruine dwergen op de een of andere manier verschilt van het proces van het vormen van sterren met een hogere massa. Er wordt gedacht dat beide soorten objecten ontstaan wanneer een wolk van gas en stof instort, maar er kunnen verschillende 'zaadjes' zijn die bepalen of het ene soort object zich vormt of het andere.
Burgerwetenschappers versnelden het proces van het identificeren van objecten in deze volkstelling met ongeveer 10 tot 15 jaar, vergeleken met wanneer onderzoekers het werk zonder hen hadden gedaan, zei Kirkpatrick.
Hoe burgerwetenschappers hielpen
Via Backyard Worlds geven burgerwetenschappers aan of objecten in reeksen afbeeldingen ‘dichtbij’ kunnen zijn, dat wil zeggen binnen de algemene omgeving van onze zon in de Melkweg, door te zoeken naar beweging van objecten ten opzichte van de achtergrond.
Een klein team van burgerwetenschappers heeft een tool ontwikkeld met de naam WISE View, waarbij afbeeldingen van NASA's WISE-missie (Wide-Field Infrared Survey Explorer) worden gebruikt om afbeeldingen eenvoudig tot animaties samen te voegen.
Een grotere groep vrijwilligers gebruikte die animaties vervolgens om bewegende objecten te vinden. "Ze hebben het project voor alle anderen efficiënter gemaakt", zei Kirkpatrick. (De missie van WISE eindigde in 2011, maar het ruimtevaartuig werd in 2013 gereactiveerd onder de naam NEOWISE, waarbij het onderzoek zich richtte op objecten in de buurt van de aarde.
Kirkpatrick creëerde ook een programma met de naam Stellar Ambassadors, waarmee burgerwetenschappers hielpen bij het doorzoeken van wetenschappelijke literatuur over wat er eerder over deze objecten bekend was.
Een complicerende factor bij het schatten van de prevalentie van bruine dwergen is dat sommige vrijwel niet te onderscheiden zijn van sterren met een lage massa. Een object met een massa van 75 keer de massa van Jupiter kan bijvoorbeeld een bruine dwerg of een zwakke ster zijn, en de huidige telescopen kunnen het verschil niet zien.
De volgende stap in deze onderzoekslijn is het onderzoeken van gegevens van NASA's James Webb Space Telescope, die moleculaire wolken bestudeert die de zaden van sterren, bruine dwergen en planeten bevatten. Toekomstig onderzoek zou meer kunnen onthullen over hoe deze zaden van elkaar verschillen.
Ontmoet een burgerwetenschapper
Burgerwetenschappers die aan het nieuwe onderzoek deelnamen en de eer verdienden als co-auteurs waren onder meer Léopold Gramaize in Parijs. Als hij geen kosmische gegevens doorzoekt, werkt hij als directeur beveiliging en operaties voor de luchthavens Parijs-Charles de Gaulle en Le Bourget.
Gramaize kwam in 2019 in aanraking met het Backyard Worlds-project en vond het een geweldig idee om op zoek te gaan naar bruine dwergen, waar hij nog nooit van had gehoord. Gramaize raakte zo geïnteresseerd in deze objecten dat hij leerde coderen, zodat hij sneller in astronomische databases kon zoeken. Als onderdeel van dit specifieke onderzoek heeft hij een aantal bruine dwergen mede ontdekt en geholpen bij het wetenschappelijk literatuuronderzoek.
"Ik vind het leuk dat bruine dwergen een beetje mysterieus zijn", zei hij. "Het zijn maar een paar pixels, en toch zijn ze er." Drie burgerwetenschappers van het Backyard Worlds-project hebben observatietijd op Webb gewonnen als medeonderzoekers van geselecteerde Webb-voorstellen.