Citizen science-projekt opdager ny brun dværg

En nat for tre måneder siden, Rosa Castro afsluttede sin middag, åbnede sin bærbare computer, og afslørede et nyt objekt, der hverken var planet eller stjerne. Terapeut om dagen og amatørastronom om natten, Castro sluttede sig til det NASA-finansierede Backyard Worlds:Planet 9 borgervidenskabsprojekt, da det begyndte i februar – uden at vide, at hun ville blive en af ​​fire frivillige til at hjælpe med at identificere projektets første brune dværg, formelt kendt som WISEA J110125.95+540052.8.

Efter at have brugt timer på at skimme online, offentligt tilgængelige "flipbooks" indeholdende time-lapse billeder, hun opdagede en bevægende genstand, som ikke var noget andet. Søgningsprocessen involverer fiksering på utallige farverige prikker, forklarede hun. Når et objekt er anderledes, det skiller sig simpelthen ud. Castro, der beskriver sig selv som ekstremt detaljeorienteret, har bidraget med næsten 100 klassifikationer til dette specifikke projekt.

Et papir om den nye brune dværg blev offentliggjort den 24. maj i The Astrofysiske tidsskriftsbreve . Fire borgerforskere er medforfattere til papiret, inklusive Castro. Siden da, Backyard Worlds:Planet 9 har identificeret omkring 117 yderligere brune dværg-kandidater.

Samarbejdet var inspireret af den nyligt foreslåede niende planet, muligvis kredser i udkanten af ​​vores solsystem ud over Pluto.

"Vi indså, at vi kunne gøre et meget bedre stykke arbejde med at identificere Planet Nine, hvis vi åbnede søgningen for offentligheden, " sagde ledende forsker Marc Kuchner, en astrofysiker ved NASAs Goddard Space Flight Center i Greenbelt, Maryland. "Langs vejen, vi håber at finde tusindvis af interessante brune dværge."

Det er omkring to årtier siden, at forskere først opdagede brune dværge, og det videnskabelige samfund fik øjnene op for denne nye klasse af objekter mellem stjerner og planeter. Selvom de er lige så almindelige som stjerner og dannes på nogenlunde samme måde, brune dværge mangler den nødvendige masse til at opretholde kernefusionsreaktioner. De har derfor ikke energien til at bevare deres lysstyrke, så de afkøles langsomt i løbet af deres levetid. Deres lave temperaturer gør dem også iboende dæmpede.

Årevis, Kuchner er blevet fascineret af infrarøde billeder af hele himlen taget af NASA's Wide-field Infrared Survey Explorer (WISE), lanceret i 2009. Rumteleskopet er specielt designet til at observere kolde objekter, der udsender lys ved lange bølgelængder – genstande som brune dværge. Med sin indledende mission afsluttet, WISE blev deaktiveret i 2011. Det blev derefter genaktiveret i 2013 som NEOWISE, en ny mission finansieret af NEO Observations Program med et andet mål:at søge efter potentielt farlige nær-jordobjekter (NEO'er).

Tidligere, Kuchner havde fokuseret på stationære objekter set af WISE. Men Backyard Worlds:Planet 9-projektet viser WISE- og NEOWISE-dataene på en måde, der er skræddersyet til at finde objekter i hurtig bevægelse. Hans team lægger mange billeder af den samme placering i lag for at skabe en enkelt, omfattende øjebliksbillede. Disse kombineres derefter med flere lignende "samtilføjede" billeder for at danne flipbøger, der viser bevægelse over tid.

Alle med internetadgang kan gennemsøge disse flipbøger og klikke på uregelmæssigheder. Hvis de gerne vil henlede videnskabsholdets opmærksomhed på en genstand, de har fundet, de kan indsende en rapport til forskerne eller dele deres indsigt på et offentligt forum. Kuchner og hans kolleger følger derefter op på de bedste kandidater ved hjælp af jordbaserede teleskoper for at indsamle mere information.

Ifølge Backyard Worlds:Planet 9 borgerforsker Dan Cazelden, Deltagerne kan frit grave så dybt i resultaterne, som de vælger. En sikkerhedsforsker af fag, Cazelden udviklede en række værktøjer, der giver meddeltagere mulighed for at strømline deres søgninger og visualisere deres resultater, samt aggregere forskellige brugerstatistikker. Han hjalp også med at identificere flere af de yderligere brune dværg-kandidater, mens den første opdagelse blev bekræftet.

Kuchner og hans medforfatter, Adam Schneider fra Arizona State University, Tempe, enig WISEA J110125.95+540052.8 er en spændende opdagelse af flere grunde. "Det særlige ved dette objekt - udover måden det blev opdaget på - er, at det er usædvanligt svagt, " sagde Schneider. "Det betyder, at vores borgerforskere sonderer meget dybere, end nogen har gjort før."

Mens computere effektivt gennemskuer strømme af data, de kan også fare vild i detaljer, som menneskelige øjne og hjerner let ser bort fra som irrelevante.

Imidlertid, at udvinde disse oplysninger er ekstremt besværligt for en enkelt videnskabsmand eller endda en lille gruppe forskere. Det er netop derfor, at samarbejde med et entusiastisk publikum er så effektivt - mange øjne fanger detaljer, som et par alene kunne gå glip af.

Mens Kuchner er henrykt over denne tidlige opdagelse, hans ultimative mål for Backyard Worlds:Planet 9 er at finde de mindste og koldeste brune dværge, kaldet Y-dværge. Nogle af disse Y-dværge lurer endda tættere på os end Proxima Centauri, den nærmeste stjerne til solen.

Deres lave temperaturer gør Y-dværge ekstremt svage, ifølge Adam Burgasser ved University of California San Diego. "De er så svage, at det kræver en del arbejde at trække dem fra billederne, det er her Kuchners projekt vil hjælpe enormt, " sagde han. "Hver gang du får et forskelligt sæt mennesker, der kigger på dataene, de vil bringe unikke perspektiver, der kan føre til uventede opdagelser."

Kuchner forventer, at Backyard Worlds-indsatsen vil fortsætte i flere år endnu - hvilket giver flere frivillige som Caselden og Castro mulighed for at bidrage.

Som Castro udtrykte det:"Jeg er ikke professionel. Jeg er bare en amatørastronom, der værdsætter nattehimlen. Hvis jeg ser noget mærkeligt, Jeg vil beundre og nyde det."

Backyard Worlds:Planet 9 er et samarbejde mellem NASA, UC Berkeley, American Museum of Natural History i New York, Arizona State University, Space Telescope Science Institute i Baltimore og Zooniverse, et samarbejde mellem forskere, softwareudviklere og undervisere, der i fællesskab udvikler og administrerer borgervidenskabelige projekter på internettet.

NASA's Jet Propulsion Laboratory i Pasadena, Californien, administrerer NEOWISE-missionen for NASA's Planetary Defense Coordination Office inden for Science Mission Directorate i Washington. Space Dynamics Laboratory i Logan, Utah, byggede det videnskabelige instrument. Ball Aerospace &Technologies Corp. i Boulder, Colorado, byggede rumfartøjet. Videnskabsoperationer og databehandling finder sted på Infrared Processing and Analysis Center på Caltech i Pasadena. Caltech administrerer JPL for NASA.