Borgerforskere opdager snesevis af brune dværge

Hvor komplet er vores optælling af Solens nærmeste naboer? Astronomer og et team af frivillige, der undersøger data, der deltager i Backyard Worlds:Planet 9, et borgervidenskabsprojekt, har opdaget omkring 100 kølige verdener i nærheden af ​​Solen - objekter, der er mere massive end planeter, men lettere end stjerner, kendt som brune dværge.

Med hjælp fra W. M. Keck Observatory på Maunakea på Hawaii, forskerholdet fandt, at flere af disse nyopdagede verdener er blandt de allersejeste kendte, med nogle få, der nærmer sig Jordens temperatur - køligt nok til at rumme vandskyer.

Undersøgelsen vil blive offentliggjort den 20. august, 2020 udgave af Astrofysisk tidsskrift og er tilgængelig i preprint-format på arXiv.org.

At opdage og karakterisere astronomiske objekter nær Solen er grundlæggende for vores forståelse af vores plads i, og historien om, universet. Alligevel er astronomer stadig ved at finde nye beboere i solenergikvarteret. Den nye Backyard Worlds opdagelse bygger bro over et tidligere tomt hul i rækken af ​​brune dværge ved lav temperatur, identificere et længe søgt manglende led i den brune dværgbestand.

"Disse seje verdener giver mulighed for ny indsigt i dannelsen og atmosfæren af ​​planeter uden for solsystemet, " sagde hovedforfatter Aaron Meisner fra National Science Foundation's NOIRLab. "Denne samling af kølige brune dværge giver os også mulighed for nøjagtigt at estimere antallet af fritsvævende verdener, der strejfer i det interstellare rum nær Solen.

For at identificere flere af de svageste og sejeste af de nyopdagede brune dværge, UC San Diegos professor i fysik Adam Burgasser og forskere fra Cool Star Lab brugte Keck Observatorys følsomme Near-Infrared Echellette Spectrometer, eller NIRES, instrument.

"Vi brugte NIRES-spektrene til at måle temperaturen og gasserne til stede i deres atmosfærer. Hvert spektrum er i bund og grund et fingeraftryk, der giver os mulighed for at skelne en kølig brun dværg fra andre slags stjerner, " sagde Burgasser, medforfatter til undersøgelsen.

Opfølgende observationer ved hjælp af NASAs Spitzer Space Telescope, Mont Megantic Observatory, og Las Campanas-observatoriet bidrog også til de brune dværgtemperaturestimater.

Brune dværge ligger et sted mellem de mest massive planeter og de mindste stjerner. Mangler den nødvendige masse til at opretholde kernereaktioner i deres kerne, brune dværge omtales nogle gange som "mislykkede stjerner." Deres lave masse, lav temperatur, og mangel på interne nukleare reaktioner gør dem ekstremt svage - og derfor ekstremt svære at opdage. På grund af dette, når man leder efter de allersejeste brune dværge, astronomer kan kun håbe på at opdage sådanne objekter relativt tæt på Solen.

For at hjælpe med at finde vores sols koldeste, nærmeste naboer, astronomer med Backyard Worlds-projektet henvendte sig til et verdensomspændende netværk på mere end 100, 000 borgerforskere. Disse frivillige inspicerer flittigt billioner af pixels af teleskopbilleder for at identificere de subtile bevægelser af nærliggende brune dværge og planeter. På trods af fremskridtene inden for maskinlæring og supercomputere, der er stadig ingen erstatning for det menneskelige øje, når det kommer til at besvime, bevægelige genstande.

Backyard Worlds frivillige har allerede opdaget mere end 1, 500 stjerner og brune dværge nær Solen; denne nye opdagelse repræsenterer omkring 100 af de koldeste i den prøve. Meisner siger, at dette er en rekord for ethvert borgervidenskabsprogram, og 20 af borgerforskerne er opført som medforfattere til undersøgelsen.

Tilgængeligheden af ​​årtiers astronomiske kataloger gennem NOIRLabs Astro Data Lab hjalp med at gøre opdagelserne mulige.

"Den tekniske byrde ved at downloade astronomiske kataloger med milliarder af objekter er typisk uoverkommelig for individuelle efterforskere - inklusive de fleste professionelle astronomer, sagde Meisner. Astro Data Labs åbne og tilgængelige webportal gav Backyard Worlds borgerforskere mulighed for nemt at forespørge i massive kataloger efter brune dværg-kandidater."

Datasæt fra NASA's WISE-satellit samt arkivobservationer fra teleskoper ved Cerro Tololo Inter-American Observatory og Kitt Peak National Observatory var også nøglen til disse brune dværg opdagelser.

"Det er spændende, at de først kunne ses af en borgerforsker, " sagde Meisner. "Baggårdsverdenens opdagelser viser, at medlemmer af offentligheden kan spille en vigtig rolle i at omforme vores videnskabelige forståelse af vores solområde."