En esta ilustración, el pequeño orbe blanco representa una enana blanca (un remanente de una estrella similar al Sol muerta hace mucho tiempo), mientras que el objeto en primer plano es su compañera enana marrón recién descubierta, descubierta por científicos ciudadanos que trabajan con un proyecto financiado por la NASA llamado Backyard Worlds: Planet 9. Crédito: NOIRLab / NSF / AURA / P. Marenfeld / Reconocimiento: William Pendrill
Usando un NASA-programa de software diseñado, los miembros del público ayudaron a identificar un escondite de enanas marrones, a veces llamadas estrellas fallidas, que acechan en nuestro vecindario cósmico.
Nunca conocimos a algunos de los vecinos más cercanos del Sol hasta ahora. En un nuevo estudio, los astrónomos informan del descubrimiento de 95 objetos conocidos como enanas marrones, muchos a unas pocas docenas de años luz del Sol. Están bien fuera del sistema solar, por lo que no experimentan el calor del Sol, pero aún habitan una región que los astrónomos consideran nuestro vecindario cósmico. Esta colección representa algunos de los ejemplos más fríos conocidos de estos objetos, que se encuentran entre los tamaños de planetas y estrellas.
Los miembros del público ayudaron a hacer estos descubrimientos a través de Backyard Worlds: Planet 9, un proyecto de ciencia ciudadana financiado por la NASA que es una colaboración entre voluntarios y científicos profesionales. Backyard Worlds incorpora datos del satélite Explorador de infrarrojos de campo amplio de objetos cercanos a la Tierra (NEOWISE) de la NASA junto con observaciones de todo el cielo recopiladas entre 2010 y 2011 bajo su nombre anterior, WISE. Los datos del Telescopio Espacial Spitzer retirado de la NASA y las instalaciones del NOIRLab de la National Science Foundation también fueron fundamentales en el análisis.
“Vastos conjuntos de datos modernos pueden desbloquear descubrimientos históricos, y es emocionante que estos puedan ser detectados primero por científicos ciudadanos”, dijo Aaron Meisner, científico asistente de NOIRLab de NSF y autor principal del estudio que describe las enanas marrones. “Estos descubrimientos de Backyard Worlds muestran que los miembros del público pueden desempeñar un papel importante en la remodelación de nuestra comprensión científica de nuestro vecindario solar”.
Por qué son importantes estas enanas marrones
Las enanas marrones no son lo suficientemente masivas para alimentarse como estrellas, pero aún son muchas veces más pesadas que los planetas. A pesar de su nombre, las enanas marrones parecerían magenta o rojo anaranjado al ojo humano si se las ve de cerca. Mientras que las enanas marrones pueden ser extremadamente calientes, incluso miles de grados Fahrenheit, muchos de los recién descubiertos son más fríos que el punto de ebullición del agua. Algunos incluso se acercan a la temperatura de la Tierra y son lo suficientemente fríos como para albergar nubes de agua.
Las enanas marrones con bajas temperaturas también tienen un diámetro pequeño y, por lo tanto, son débiles a la luz visible. Aún así, emiten calor en forma de luz infrarroja, que es invisible para el ojo humano pero detectable por telescopios como NEOWISE y Spitzer. Para las enanas marrones frías como las de este estudio, la señal infrarroja también es débil, por lo que es más fácil encontrarlas cuanto más cerca estén de nuestro sistema solar.
Descubrir y caracterizar los objetos astronómicos cercanos al Sol es fundamental para comprender nuestro lugar y la historia del universo. Con sus temperaturas relativamente frías, estas enanas marrones recién descubiertas representan un eslabón perdido buscado durante mucho tiempo dentro de la población de enanas marrones.
En 2014, los científicos descubrieron la enana marrón más fría conocida, llamada WISE 0855, utilizando datos de la misión WISE de la NASA en luz infrarroja. WISE 0855 es aproximadamente menos 10 grados Fahrenheit, o menos 23 grados Celsius. Ninguna otra enana marrón se acercó a la baja temperatura de este objeto. Algunos investigadores se preguntaron si 0855 era en realidad un pícaro exoplaneta – un planeta que se originó en un sistema estelar pero fue expulsado de su órbita. Este nuevo lote de enanas marrones, junto con otros recientemente descubiertos usando NEOWISE y Spitzer, pone a 0855 en contexto.
“Nuestros nuevos descubrimientos ayudan a conectar los puntos entre 0855 y las otras enanas marrones conocidas”, dijo el astrofísico Marc Kuchner, investigador principal de Backyard Worlds y Oficial de Ciencia Ciudadana de la Dirección de Misiones Científicas de la NASA. Kuchner también es astrofísico en el Goddard Space Flight Center de la NASA en Greenbelt, Maryland.
Dado que los mismos procesos físicos pueden formar tanto planetas como enanas marrones, los nuevos hallazgos ofrecen perspectivas para la investigación de mundos más allá de nuestro sistema solar.
“Este artículo es evidencia de que el vecindario solar es todavía un territorio inexplorado y los científicos ciudadanos son excelentes cartógrafos astronómicos”, dijo la coautora Jackie Faherty del Museo Americano de Historia Natural en Nueva York. “El mapeo de las enanas marrones más frías hasta las masas más bajas nos brinda información clave sobre el proceso de formación de estrellas de baja masa al tiempo que proporciona una lista de objetivos para estudios detallados de las atmósferas de Júpiter análogos “.
Cómo colaboraron los científicos profesionales y los científicos ciudadanos
Para ayudar a encontrar a los vecinos más cercanos y fríos de nuestro Sol, los astrónomos profesionales del proyecto Backyard Worlds recurrieron a una red mundial de más de 100.000 científicos ciudadanos. Estos voluntarios inspeccionan diligentemente billones de píxeles de imágenes de telescopios para identificar los movimientos sutiles de las enanas marrones. A pesar de las capacidades del aprendizaje automático y las supercomputadoras, no hay sustituto para el ojo humano cuando se trata de rastrear imágenes de telescopios en busca de objetos en movimiento. Para este nuevo grupo de enanas marrones, 20 científicos ciudadanos de 10 países diferentes figuran como coautores del estudio.
“Dado que este será el primer artículo científico en el que soy coautor, su publicación definitivamente será lo más destacado de trabajar con Backyard Worlds hasta ahora”, dijo Les Hamlet, un científico ciudadano de Springfield, Missouri, que ha trabajado en Backyard Worlds desde 2017. “Además, estar conectado de alguna manera con el Telescopio Espacial Spitzer ahora retirado a través de este artículo es algo especial para mí”.
Los voluntarios de Backyard Worlds examinan principalmente los mapas del cielo producidos a partir de las observaciones de WISE y NEOWISE. Luego, los participantes revisan conjuntos de datos de archivo adicionales, como los del Telescopio Nicholas U. Mayall de 4 metros en el Observatorio Nacional Kitt Peak y el Telescopio Víctor M. Blanco de 4 metros en el Observatorio Interamericano Cerro Tololo, programas del NOIRLab de NSF. Spitzer, que la NASA retiró en enero de 2020, proporcionó las estimaciones cruciales de temperatura de la enana marrón. Los resultados se publicarán en The Astrophysical Journal.
Los voluntarios de Backyard Worlds ya han descubierto más de 1.500 mundos fríos cerca del Sol. El nuevo descubrimiento de 95 enanas marrones es la muestra publicada más grande de estos objetos jamás descubierta a través de un proyecto de ciencia ciudadana.
Junto con los dedicados esfuerzos de los voluntarios de Backyard Worlds, la plataforma científica Astro Data Lab de NOIRLab fue fundamental en esta investigación.
El enfoque del proyecto Backyard Worlds, que busca objetos raros en grandes conjuntos de datos, es también uno de los objetivos del Observatorio Vera C. Rubin, una instalación de NSF / Departamento de Energía que se encuentra actualmente en construcción en Cerro Pachón en el desierto de Atacama en Chile. El Observatorio Rubin tomará imágenes de todo el cielo del sur cada tres noches durante 10 años, proporcionando una gran cantidad de datos que permitirán nuevas formas de hacer investigación astrofísica.
Los nuevos descubrimientos de Backyard Worlds también subrayan el legado pionero de Spitzer de revelar a los vecinos más geniales del Sol. Próximamente de la NASA Telescopio espacial James Webb también será una herramienta poderosa para examinar las enanas marrones para obtener más información sobre estos misteriosos objetos y lo que pueden revelar sobre la formación de planetas y sus atmósferas.
Para más información sobre esta investigación, lea:
Referencia: “Seguimiento de Spitzer de enanas marrones extremadamente frías descubiertas por Backyard Worlds: Proyecto de ciencia ciudadana Planet 9” por Aaron M. Meisner, Jacqueline K. Faherty, J. Davy Kirkpatrick, Adam C. Schneider, Dan Caselden, Jonathan Gagne , Marc J. Kuchner, Adam J. Burgasser, Sarah L. Casewell, John H. Debes, Etienne Artigau, Daniella C. Bardalez Gagliuffi, Sarah E. Logsdon, Rocio Kiman, Katelyn Allers, Chih-Chun Hsu, John P. Wisniewski , Michaela B. Allen, Paul Beaulieu, Guillaume Colin, Hugo A. Durantini Luca, Sam Goodman, Leopold Gramaize, Leslie K. Hamlet, Ken Hinckley, Frank Kiwy, David W. Martin, William Pendrill, Austin Rothermich, Arttu Sainio, Jorg Schumann, Nikolaj Stevnbak Andersen, Christopher Tanner, Vinod Thakur, Melina Thevenot, Jim Walla, Zbigniew Wedracki, Christian Aganze, Roman Gerasimov, Christopher Theissen, The Backyard Worlds: Planet 9 Collaboration, 20 de agosto de 2020, El diario astrofísico.
DOI: 10.3847 / 1538-4357 / aba633
arXiv: 2008.06396
