Forskere opdager den nærmeste unge brune dværgskive endnu

Brune dværge er astronomiens mellemste barn, for stor til at være en planet, men ikke stor nok til at være en stjerne. Ligesom deres stjernesøskende, disse genstande dannes fra tyngdekraftens kollaps af gas og støv. Men i stedet for at kondensere til en stjernes brændende varme atomkerne, brune dværge finder en mere zen-lignende ligevægt, på en eller anden måde når en stald, mildere tilstand sammenlignet med fusionsdrevne stjerner.

Brune dværge anses for at være det manglende led mellem de mest massive gasgigantplaneter og de mindste stjerner, og fordi de lyser relativt svagt, har de været svære at få øje på på nattehimlen. Som stjerner, nogle brune dværge kan tilbageholde skiven af ​​hvirvlende gas og støv, der er tilbage fra deres første dannelse. Dette materiale kan kollidere og akkumulere og danne planeter, selvom det er uklart præcis, hvilken slags planeter brune dværge kan generere.

Nu forskere ved MIT, University of Oklahoma, og andre steder, med hjælp fra borgerforskere, har identificeret den nærmeste unge brune dværg med den slags skive, der potentielt kan danne planeter. Den brune dværg, navngivet W1200-7845, er kun 3,7 millioner år gammel og sidder på 102 parsec i nærheden, eller omkring 332 lysår fra Jorden.

I denne nærhed, Forskere kan muligvis zoome ind på det unge system med fremtidige højtydende teleskoper, at undersøge de tidligste tilstande for en brun dværgs skive og måske lære mere om den slags planeter, brune dværge kan understøtte.

Det nye system blev opdaget gennem Disk Detective, et crowdsourcet projekt finansieret af NASA og hostet af Zooniverse, der giver billeder af objekter i rummet, som offentligheden kan klassificere, med det formål at udvælge objekter, der sandsynligvis er stjerner med skiver, der potentielt kunne være vært for planeter.

Forskerne præsenterer deres resultater, samt annoncerer en ny version af Disk Detective-webstedet, denne uge på det helt virtuelle møde i American Astronomical Society.

"Inden for vores solenergikvarter"

Brugere af Diskdetective.org, som først blev lanceret i 2014, kan se gennem "flipbooks" - billeder af det samme objekt i rummet, taget af NASA's Wide-field Infrared Survey Explorer, eller VIS, som registrerer infrarøde emissioner såsom termisk stråling afgivet af gassen og støvrester i stjerneskiver. En bruger kan klassificere et objekt baseret på bestemte kriterier, såsom om objektet ser ovalt ud - en form, der ligner en galakse mere - eller rund - et tegn på, at objektet mere sandsynligt er en disk-hosting-stjerne.

"Vi har flere borgerforskere til at se på hvert objekt og give deres egen uafhængige mening, og stol på mængdens visdom til at afgøre, hvilke ting der sandsynligvis er galakser, og hvilke ting der sandsynligvis er stjerner med skiver omkring dem, " siger studiemedforfatter Steven Silverberg, en postdoc i MITs Kavli Institut for Astrofysik og Rumforskning.

Derfra, et videnskabshold inklusive Silverberg følger op på crowd-klassificerede diske, ved at bruge mere sofistikerede metoder og teleskoper til at afgøre, om de virkelig er diske, og hvilke egenskaber diskene måtte have.

I tilfældet med den nyligt opdagede W1200-7845, borgerforskere klassificerede først objektet som en disk i 2016. Videnskabsholdet, inklusive Silverberg og Maria Schutte, en kandidatstuderende ved University of Oklahoma, så nærmere på kilden med et infrarødt instrument på Magellan 6,5-meter-teleskoperne ved Las Campanas-observatoriet i Chile.

Med disse nye observationer, de fastslog, at kilden faktisk var en skive omkring en brun dværg, der levede i en "bevægelig gruppe" - en klynge stjerner, der har tendens til at bevæge sig som én hen over nattehimlen. I astronomi, det er langt nemmere at bestemme alderen på en gruppe af objekter i stedet for en alene. Fordi den brune dværg var en del af en bevægende gruppe på omkring 30 stjerner, tidligere forskere var i stand til at estimere en gennemsnitsalder for gruppen, omkring 3,7 millioner år gammel, det var sandsynligvis også den brune dværgs alder.

Den brune dværg er også meget tæt på Jorden, omkring 102 parsecs væk, gør det tættest på, ung brun dværg opdaget endnu. Til sammenligning, vores nærmeste stjerne, Alpha Centauri, er 1 parsec fra Jorden.

"Når det er så tæt på, vi anser det for at være inden for solområdet, " siger Schutte. "Den nærhed er virkelig vigtig, fordi brune dværge er lavere i masse og i sagens natur mindre lyse end andre objekter som stjerner. Så jo tættere disse objekter er på os, jo flere detaljer vil vi kunne se."

Leder efter Peter Pan

Holdet planlægger at zoome yderligere ind på W1200-7845 med andre teleskoper, såsom ALMA, Atacama Large Millimeter Array i Chile, bestående af 66 enorme radioskåle, der arbejder sammen som ét kraftfuldt teleskop til at observere universet mellem radio- og infrarøde bånd. Ved denne rækkevidde og præcision, forskerne håber at se selve den brune dværgs skive, at måle dens masse og radius.

"En disks masse fortæller dig bare, hvor meget der er i disken, hvilket ville fortælle os, om planetdannelsen sker omkring disse systemer, og hvilken slags planeter du ville være i stand til at producere, ", siger Silverberg. "Du kan også bruge disse data til at bestemme, hvilken slags gas der er i systemet, som vil fortælle dig om diskens sammensætning."

I mellemtiden, forskerne lancerer en ny version af Disk Detective. I april 2019, hjemmesiden holdt pause, som sin hostingplatform, den populære borgerforskerportal Zooniverse, kortvarigt pensioneret sin tidligere softwareplatform til fordel for en opdateret version. Den opdaterede platform har fået Silverberg og hans kolleger til at forny Disk Detective. Den nye version, lanceres i denne uge, vil inkludere billeder fra en fuld-sky-undersøgelse, PanSTARRS, der observerer det meste af himlen i højopløselige optiske bånd.

"Vi får mere aktuelle billeder med forskellige teleskoper med bedre rumlig opløsning denne gang, " siger Silverberg, hvem skal administrere det nye websted på MIT.

Hvor webstedets tidligere version var rettet mod at finde diske omkring stjerner og andre objekter, det nye websted er designet til at udvælge "Peter Pan"-skiver - skiver af gas og støv, der burde være gamle nok til at have dannet planeter, men af ​​en eller anden grund ikke helt endnu.

"Vi kalder dem Peter Pan-diske, fordi de ser ud til aldrig at blive voksne, " siger Silverberg.

Holdet identificerede sin første Peter Pan-disk med Disk Detective i 2016. Siden da, syv andre er blevet fundet, hver mindst 20 millioner år gammel. Med den nye side, de håber at identificere og studere flere af disse diske, which could help to nail down conditions under which planets, and possibly life, may form.

"The disks we find will be excellent places to look for exoplanets, " Silverberg says.

"If planets take longer to form than we previously thought, the star they orbit will have fewer gigantic flares when the planets finally form. If the planet receives fewer flares than it would around a younger star, that could significantly impact our expectations for discovering life there."