En solenergi-kvartertælling takket være NASA-borgervidenskab

For at tage en folketælling af nærliggende kosmiske objekter, vil det ikke fungere at udsende en undersøgelse. Forskere er nødt til at bruge mange teleskoper med forskellige specialiseringer for at kortlægge, hvad der er i solens generelle omgivelser.

Forskerne søger at forstå mere om vores naboer, og hvordan de blev til, og samarbejder med borgerforskere og frivillige fra hele verden. De har hjulpet professionelle videnskabsmænd med at oprette en ny folketælling af mere end 4.000 kosmiske objekter gennem Backyard Worlds:Planet 9 borgervidenskabsprojekt.

En ny undersøgelse i The Astrophysical Journal Supplement Series viser resultaterne af den optælling inden for 65 lysår fra solen. Forskere fandt ud af, at der er fire gange flere stjerner end brune dværge i dette område, men at objekter med lav masse er mere almindelige end objekter med høj masse. Den gennemsnitlige masse af et objekt i dette område er 40 % af solens masse.

"Der er noget ved processen med stjernedannelse begravet i disse data," sagde J. Davy Kirkpatrick, hovedforfatter af undersøgelsen og forsker ved Caltechs IPAC (Infrared Processing and Analysis Center) i Pasadena, Californien. "Vi har et andet fingerpeg om, hvordan det fungerer."

Hvad er brune dværge?

Brune dværge er ikke helt stjerner og ikke helt planeter, men et sted midt imellem. De er generelt mere massive end Jupiter, men smelter ikke brint sammen i deres kerner, sådan som selv stjerner med den laveste masse gør. Undersøgelsen understøtter ideen om, at processen med at danne brune dværge på en eller anden måde er forskellig fra processen med at danne stjerner med højere masse. Begge slags objekter menes at dannes, når en sky af gas og støv kollapser, men der kan være forskellige "frø", der bestemmer, om en slags objekt dannes kontra en anden.

Borgervidenskabsmænd fremskyndede processen med at identificere objekter i denne folketælling med omkring 10 til 15 år, sammenlignet med hvis forskere havde udført arbejdet uden dem, sagde Kirkpatrick.

Hvordan borgerforskere hjalp

Gennem Backyard Worlds angiver borgerforskere, om objekter i sæt af billeder kan være "i nærheden" - det vil sige inden for vores sols generelle kvarter i galaksen - ved at lede efter bevægelse af objekter i forhold til baggrunden.

Et lille team af borgerforskere udviklede et værktøj kaldet WISE View, ved hjælp af billeder fra NASAs WISE (Wide-Field Infrared Survey Explorer)-mission til nemt at sammensætte billeder til animationer.

En større gruppe frivillige brugte derefter disse animationer til at finde bevægelige objekter. "De har gjort projektet mere effektivt for alle andre," sagde Kirkpatrick. (WISE's mission sluttede i 2011, men rumfartøjet blev genaktiveret med navnet NEOWISE i 2013, idet dets undersøgelse fokuserede på objekter nær Jorden).

Kirkpatrick skabte også et program kaldet Stellar Ambassadors, hvorigennem borgerforskere hjalp med at se gennem videnskabelig litteratur om, hvad der var kendt om disse objekter før.

En komplicerende faktor til at estimere udbredelsen af ​​brune dværge er, at nogle praktisk talt ikke kan skelnes fra stjerner med lav masse. For eksempel kan et objekt på 75 gange Jupiters masse enten være en brun dværg eller en svag stjerne, og nuværende teleskoper kan ikke se forskel.

Det næste trin i denne forskningslinje er at undersøge data fra NASAs James Webb Space Telescope, som studerer molekylære skyer, der holder frøene af stjerner, brune dværge og planeter. Fremtidige undersøgelser kan afsløre mere om, hvordan disse frø adskiller sig fra hinanden.

Mød en borgerforsker

Borgervidenskabsmænd, der deltog i den nye undersøgelse og opnåede kredit som medforfattere, inkluderede Léopold Gramaize i Paris. Når han ikke gennemsøger kosmiske data, arbejder han som direktør for sikkerhed og operationer for lufthavnene Paris-Charles de Gaulle og Le Bourget.

Gramaize stødte på Backyard Worlds-projektet i 2019 og elskede ideen om at lede efter brune dværge, som han aldrig havde hørt om før. Gramaize blev så interesseret i disse objekter, at han lærte at kode, så han hurtigere kunne søge i astronomiske databaser. Som en del af denne særlige undersøgelse opdagede han et par brune dværge og hjalp med den videnskabelige litteraturgennemgang.

"Jeg kan godt lide, at brune dværge er lidt mystiske," sagde han. "Det er kun nogle få pixels, og alligevel er de her." Tre borgerforskere fra Backyard Worlds-projektet har vundet observationstid på Webb som medundersøgere på udvalgte Webb-forslag.

Flere oplysninger: J. Davy Kirkpatrick et al., The Initial Mass Function Based on the Full-sky 20 pc Census of ~3600 Stars and Brown Dwarfs, The Astrophysical Journal Supplement Series (2024). DOI:10.3847/1538-4365/ad24e2

Journaloplysninger: Astrophysical Journal Supplement

Leveret af NASA