Cercando di capire di più sui nostri vicini e su come sono nati, gli scienziati collaborano con scienziati cittadini e volontari di tutto il mondo. Hanno aiutato scienziati professionisti a creare un nuovo censimento di oltre 4.000 oggetti cosmici attraverso il progetto scientifico cittadino Backyard Worlds:Planet 9.

Un nuovo studio in The Astrophysical Journal Supplement Series mostra i risultati di quel censimento entro 65 anni luce dal sole. I ricercatori hanno scoperto che in quest’area ci sono quattro volte più stelle delle nane brune, ma che gli oggetti di piccola massa sono più comuni di quelli di massa elevata. La massa media di un oggetto in quest'area è pari al 40% della massa del sole.

"C'è qualcosa nel processo di formazione stellare sepolto in questi dati", ha affermato J. Davy Kirkpatrick, autore principale dello studio e ricercatore presso l'IPAC (Infrared Processing and Analysis Center) del Caltech a Pasadena, in California. "Abbiamo un altro indizio su come funziona."

Cosa sono le nane brune?

Le nane brune non sono proprio stelle e nemmeno pianeti, ma una via di mezzo. Sono generalmente più massicce di Giove, ma non fondono l’idrogeno nei loro nuclei come fanno anche le stelle di massa più bassa. Lo studio supporta l’idea che il processo di formazione delle nane brune sia in qualche modo diverso dal processo di formazione di stelle di massa maggiore. Si ritiene che entrambi i tipi di oggetti si formino quando una nube di gas e polvere collassa, ma potrebbero esserci diversi "semi" che determinano se si forma un tipo di oggetto rispetto a un altro.

Gli scienziati cittadini hanno accelerato il processo di identificazione degli oggetti in questo censimento di circa 10-15 anni, rispetto a se i ricercatori avessero svolto il lavoro senza di loro, ha affermato Kirkpatrick.

In che modo gli scienziati cittadini hanno aiutato

Attraverso Backyard Worlds, gli scienziati cittadini indicano se gli oggetti in serie di immagini potrebbero essere "vicini", ovvero all'interno delle vicinanze generali del nostro sole nella galassia, cercando il movimento degli oggetti rispetto allo sfondo.

Un piccolo team di scienziati cittadini ha sviluppato uno strumento chiamato WISE View, utilizzando le immagini della missione WISE (Wide-Field Infrared Survey Explorer) della NASA per unire facilmente le immagini in animazioni.

Un gruppo più ampio di volontari ha poi utilizzato quelle animazioni per trovare oggetti in movimento. "Hanno reso il progetto più efficiente per tutti gli altri", ha detto Kirkpatrick. (La missione di WISE si è conclusa nel 2011, ma la navicella spaziale è stata riattivata con il nome NEOWISE nel 2013, concentrando la sua indagine sugli oggetti vicini alla Terra).

Kirkpatrick ha anche creato un programma chiamato Stellar Ambassadors attraverso il quale gli scienziati cittadini hanno aiutato a esaminare la letteratura scientifica su ciò che si sapeva prima su questi oggetti.

Un fattore complicante nella stima della prevalenza delle nane brune è che alcune sono praticamente indistinguibili dalle stelle di piccola massa. Ad esempio, un oggetto 75 volte la massa di Giove potrebbe essere una nana bruna o una stella debole, e gli attuali telescopi non sono in grado di distinguere.

Il prossimo passo in questa linea di ricerca sarà quello di esaminare i dati del James Webb Space Telescope della NASA, che sta studiando le nubi molecolari che contengono i semi di stelle, nane brune e pianeti. Le indagini future potrebbero rivelare di più su come questi semi differiscono l'uno dall'altro.

Incontra uno scienziato cittadino

Gli scienziati cittadini che hanno partecipato al nuovo studio e hanno guadagnato crediti come coautori includevano Léopold Gramaize a Parigi. Quando non è impegnato nell'analisi dei dati cosmici, lavora come direttore della sicurezza e delle operazioni per gli aeroporti di Parigi-Charles de Gaulle e Le Bourget.

Gramaize ha incontrato il progetto Backyard Worlds nel 2019 e gli è piaciuta l'idea di cercare le nane brune, di cui non aveva mai sentito parlare prima. Gramaize si interessò così tanto a questi oggetti che imparò a codificarli in modo da poter cercare più velocemente nei database astronomici. Nell'ambito di questo particolare studio, ha co-scoperto alcune nane brune e ha contribuito alla revisione della letteratura scientifica.

"Mi piace il fatto che le nane brune siano un po' misteriose", ha detto. "Sono solo pochi pixel, eppure sono qui." Tre scienziati cittadini del progetto Backyard Worlds hanno vinto un tempo di osservazione su Webb come co-investigatori su proposte Webb selezionate.