Gli scienziati hanno sfruttato la rete mondiale di volontari utilizzando Backyard Worlds:Planet 9 per mappare dozzine di nuove nane brune, o palline di gas non abbastanza pesanti da essere stelle.

Il nostro sistema solare si trova in un tipico quartiere della Via Lattea? Gli scienziati si sono avvicinati alla risposta a questa domanda, grazie al progetto Backyard Worlds:Planet 9, finanziato dalla NASA, una collaborazione di citizen science tra scienziati professionisti e membri del pubblico.

Gli scienziati hanno attinto alla rete mondiale di 150, 000 volontari che utilizzano Backyard Worlds:Planet 9 per trovare nuovi esempi di nane brune. Questi oggetti sono palle di gas che non sono abbastanza pesanti da essere stelle, dal momento che non possono alimentarsi attraverso la fusione nucleare come fanno le stelle. E mentre "marrone" è nel nome, sembrerebbero magenta o rosso-arancio se una persona potesse vederli da vicino. Facendo una mappa completa di questi oggetti, gli scienziati potrebbero scoprire se diversi tipi di nane brune sono distribuiti uniformemente nelle vicinanze del nostro sistema solare.

I telescopi possono rilevare le nane brune perché emettono calore, sotto forma di luce infrarossa, rimasti dalla loro formazione. La luce infrarossa è invisibile agli occhi umani, ma può rivelare dettagli allettanti sulle nane brune e altri oggetti in tutto l'universo.

Il risultato del nuovo sforzo di scienza dei cittadini è la mappa più completa fino ad oggi di L, T e Y nane in prossimità del sistema solare. Queste varietà di nane brune possono avere temperature fino a migliaia di gradi Fahrenheit, ma la Y nana, quali sono i più belli, possono avere temperature sotto lo zero e nuvole fatte d'acqua.

Certo, l'idea di un astronomo di un quartiere è diversa nello spazio che sulla Terra. La mappa comprende un raggio di 65 anni luce, o circa 400 trilioni di miglia, con "vicini vicini" che abitano lo spazio entro circa 35 anni luce, o 200 trilioni di miglia.

Dal 2017, i cittadini scienziati hanno cercato candidati nane brune come parte di Backyard Worlds, utilizzando i dati del satellite Near-Earth Object Wide-Field Infrared Survey Explorer (NEOWISE) della NASA insieme alle osservazioni di tutto il cielo raccolte tra il 2010 e il 2011 sotto il suo precedente moniker, SAGGIO. Il team di Backyard Worlds ha anche collaborato con il programma Summer Research Connection di Caltech per coinvolgere gli studenti delle scuole superiori nella ricerca delle nane brune. Sia i volontari di tutto il mondo che gli studenti delle scuole superiori di Pasadena, California, area sono elencati come coautori dello studio, che è stato presentato al 237° meeting dell'American Astronomical Society.

Mentre le nane brune hanno milioni o miliardi di anni, questo team di scienziati professionisti e cittadini ha avuto una scadenza molto più breve per trovarli. Sapevano che lo Spitzer Space Telescope della NASA era l'unico osservatorio operativo in grado di confermare le distanze e le posizioni delle nane brune a cui erano interessati, e Spitzer sarebbe dovuto andare in pensione nel gennaio 2020. È stata una corsa frenetica trovare quante più nane brune possibile in modo che Spitzer potesse rivelare le loro posizioni in modo più preciso.

Fortunatamente, i cittadini scienziati hanno contribuito a salvare la situazione:hanno scoperto dozzine di nuove nane brune.

"Senza i cittadini scienziati, non avremmo potuto creare un campione così completo in così poco tempo, " ha detto J. Davy Kirkpatrick, scienziato al Caltech/IPAC di Pasadena e autore principale dello studio. "Avere il potere di migliaia di occhi indagatori sui dati ci ha permesso di trovare candidati nane brune molto più velocemente".

Astronomi professionisti hanno quindi utilizzato Spitzer per osservare 361 nane brune locali di tipo L, T, e Y, e li ha combinati con le scoperte precedenti per creare una mappa 3D di 525 nane brune. Oltre alle scoperte della scienza dei cittadini, gli scienziati hanno utilizzato CatWise, un catalogo di oggetti finanziato dalla NASA da WISE e NEOWISE, per completare il loro censimento.

E c'è una sorpresa:uno dei vicini del nostro sistema solare, la nana Y più fredda conosciuta della galassia, con temperature probabilmente sotto lo zero, rappresenta un raro residente nel vicinato cosmico. Gli astronomi si sarebbero aspettati di trovarne molti di più nelle vicinanze. Ma questo potrebbe essere dovuto al fatto che i telescopi attuali non sono abbastanza sensibili da trovarli, poiché questi oggetti sono così deboli.

Come hanno rilevato ricerche precedenti, dei sette oggetti più vicini al nostro sistema solare, tre sono rari tipi di nane brune. Il resto sono stelle normali:nane rosse Proxima Centauri e Barnard's Star, e le stelle simili al Sole Alpha Centauri A e B.

"Se dovessi mettere il Sole in un posto casuale all'interno della nostra mappa 3D e dovessi chiedere, "Tipicamente, che aspetto hanno i suoi vicini?" Scopriamo che sembrerebbero molto diversi da come sono i nostri veri vicini, "ha detto Aaron Meisner, assistente scienziato presso il NOIRLab della National Science Foundation e coautore dello studio.

Così, è il Sole in una vicinanza cosmica insolitamente diversa, o è solo che le nane Y vicine sono più facili da individuare? Gli astronomi dovranno indagare ulteriormente per scoprirlo.

Alcuni di questi L, T, e le nane Y hanno masse e temperature simili agli esopianeti, pianeti oltre il nostro sistema solare. Ottenere dettagli su pianeti lontani può essere difficile perché se orbitano attorno ad altre stelle, la luce delle stelle è molto più luminosa del pianeta. Poiché le nane brune in questo studio non orbitano attorno alle stelle, un telescopio non deve sottrarre la luce delle stelle per guardarli. Questo rende le nane brune un nuovo tipo di laboratorio per la comprensione degli esopianeti.

Gli scienziati impareranno ancora di più sulle nane brune con il prossimo telescopio spaziale James Webb della NASA, che esaminerà questi misteriosi oggetti in dettaglio alla luce infrarossa. La prossima missione SPHEREx della NASA, che sarà un rilevamento infrarosso di tutto il cielo, presenta anche nuove opportunità per caratterizzare più nane brune.

Il progetto Backyard Worlds:Planet 9 è in corso ed è aperto a chiunque in tutto il mondo voglia unirsi alla ricerca per trovare oggetti più misteriosi nei dati dei veicoli spaziali. Oltre a un totale di circa 3, 000 nane brune, volontari hanno aiutato a trovare il più vecchio, nana bianca più fredda circondata da un disco di detriti.

"Mi piace questo progetto perché gli oggetti che inviamo ai ricercatori potrebbero essere osservati con un grande telescopio, " disse Melina Thévenot, un cittadino scienziato in Germania che è elencato come coautore del nuovo studio. "Penso che noi volontari possiamo davvero vedere i frutti dei nostri sforzi con questo progetto e le pubblicazioni del team scientifico".