Przejdź do głównej zawartości

Naukowcy amatorzy odkryli dziesiątki nowych kosmicznych sąsiadów w danych z NASA

Korzystając z oprogramowania zaprojektowanego przez NASA naukowcy amatorzy pomogli zidentyfikować zbiór brązowych karłów – czasami nazywanych nieudanymi gwiazdami – czających się w naszym kosmicznym sąsiedztwie.



Nie spotkaliśmy do tej pory niektórych z najbliższych sąsiadów Słońca. W nowym badaniu astronomowie donoszą o odkryciu 95 obiektów znanych jako brązowe karły, z których wiele znajduje się w odległości kilkudziesięciu lat świetlnych od Słońca. Leżą daleko poza Układem Słonecznym, więc nie otrzymują ciepła od Słońca, ale nadal „zamieszkują” region, który astronomowie uważają za nasze kosmiczne sąsiedztwo. Ta kolekcja przedstawia jedne z najzimniejszych znanych przykładów tych obiektów, które mają rozmiary między planetami i gwiazdami.

Członkowie społeczności amatorskiej pomogli w tych odkryciach, korzystając z Backyard Worlds: Planet 9, projektu naukowców amatorów finansowanego przez NASA, który jest wynikiem współpracy wolontariuszy i zawodowych naukowców. Backyard Worlds obejmuje dane z satelity NEOWISE wraz z obserwacjami całego nieba zebranymi w latach 2010-2011 pod jego poprzednią nazwą WISE. W analizie uwzględniono również dane z emerytowanego teleskopu Spitzer oraz obiektów NOIRLab.

„Ogromne, współczesne zbiory danych mogą odblokować przełomowe odkrycia i ekscytujące jest to, że jako pierwsi mogli je dostrzec naukowcy amatorzy. Te odkrycia Backyard Worlds pokazują, że członkowie tej społeczności mogą odegrać ważną rolę w przekształceniu naukowego rozumienia sąsiedztwa naszego Słońca” – powiedział Aaron Meisner, asystent naukowca w laboratorium NSF NOIRLab i główny autor badania opisującego brązowe karły.

Dlaczego brązowe karły są tak ważne
Brązowe karły nie są wystarczająco masywne, aby spalać paliwo w swoich jadrach, tak jak gwiazdy, ale wciąż są wielokrotnie cięższe od planet. Pomimo swojej nazwy brązowe karły faktycznie wydają się być purpurowe lub pomarańczowo-czerwone dla ludzkiego oka, gdyby oglądać je z bliska. Podczas gdy brązowe karły mogą być bardzo gorące – nawet tysiące stopni Celsjusza – wiele z nowo odkrytych jest zimniejszych niż temperatura wrzenia wody. Niektóre nawet zbliżają się do temperatury Ziemi i są wystarczająco chłodne, aby gromadzić wodne chmury.

Brązowe karły o niskich temperaturach mają również małą średnicę i dlatego są słabo widoczne w świetle widzialnym. Mimo to wydzielają ciepło w postaci światła podczerwonego, które jest niewidoczne dla ludzkiego oka, ale wykrywalne przez teleskopy, takie jak NEOWISE i Spitzer. W przypadku zimnych brązowych karłów, takich jak te w tym badaniu, sygnał w podczerwieni jest również słaby, więc im bliżej naszego Układu Słonecznego się znajdują tym są łatwiejsze do znalezienia.

Odkrywanie i charakteryzowanie obiektów astronomicznych w pobliżu Słońca ma fundamentalne znaczenie dla zrozumienia naszego miejsca we Wszechświecie i jego historii. Dzięki swoim stosunkowo niskim temperaturom te nowo odkryte brązowe karły stanowią od dawna poszukiwane brakujące ogniwo w populacji brązowych karłów.

W 2014 roku naukowcy, korzystając z danych z misji WISE, odkryli najzimniejszego znanego brązowego karła, zwanego WISE 0855. Jego temperatura wynosi minus 23oC. Żaden inny brązowy karzeł nie zbliżył się do tak niskiej temperatury. Niektórzy badacze zastanawiali się, czy 0855 nie jest w rzeczywistości zbuntowaną egzoplanetą – planetą, która powstała w układzie gwiezdnym, ale została wyrzucona ze swojej orbity. Ten nowy zestaw brązowych karłów, wraz z niedawno odkrytymi przy użyciu NEOWISE i Spitzera, stawia 0855 w kontekście.

Ponieważ te same procesy fizyczne mogą tworzyć zarówno planety jak i brązowe karły, nowe odkrycia dają perspektywy badań światów poza naszym Układem Słonecznym.

To badanie jest dowodem na to, że słoneczne sąsiedztwo jest wciąż niezbadanym terytorium, a naukowcy amatorzy są doskonałymi astronomicznymi kartografami. Mapowanie najzimniejszych brązowych karłów do najniższych mas daje nam kluczowe spojrzenie w proces formowania się gwiazd o niskiej masie, dostarczając jednocześnie listę celów do szczegółowych badań odpowiedników Jowisza.

Jak współpracowali zawodowi astronomowie z naukowcami amatorami
Aby pomóc w znalezieniu najzimniejszych, najbliższych sąsiadów naszego Słońca, zawodowi astronomowie z projektu Backyard Worlds zwrócili się do ogólnoświatowej sieci ponad 100 000 naukowców amatorów. Wolontariusze pilnie badali biliony pikseli obrazów z teleskopu, aby zidentyfikować subtelne ruchy brązowych karłów. Pomimo możliwości uczenia maszynowego i superkomputerów, nic nie zastąpi ludzkiego oka, jeżeli chodzi o przeglądanie obrazów z teleskopu pod kątem poruszających się obiektów. W przypadku tej nowej grupy brązowych karłów, 20 naukowców amatorów z 10 różnych krajów jest wymienionych jako współautorzy badania.

Wolontariusze Backyard Worlds badają przede wszystkim mapy nieba utworzone na podstawie obserwacji WISE i NEOWISE. Następnie uczestnicy przeszukują dodatkowe zbiory danych archiwalnych, takie jak te z 4-metrowego teleskopu Nicholas U. Mayall w Krajowym Obserwatorium Kitt Peak i 4-metrowego Teleskopu Víctora M. Blanco w Cerro Tololo Inter-American Observatory, programy NSF NOIRLab. Spitzer, który przeszedł na emeryturę w styczniu 2020 roku, dostarczył kluczowych szacunków dotyczących temperatury brązowego karła. Wyniki zostaną opublikowane w The Astrophysical Journal.

Wolontariusze Backyard Worlds odkryli już ponad 1500 zimnych światów w pobliżu Słońca. Nowe odkrycie 95 brązowych karłów jest największą opublikowaną próbką tych obiektów, jaką kiedykolwiek odkryto w ramach amatorskiego projektu naukowego.

Podejście projektu Backyard Worlds – poszukiwanie rzadkich obiektów w dużych zbiorach danych – jest również jednym z celów Obserwatorium Very C. Rubin, które jest obecnie budowane na Cerro Pachón na pustyni Atacama w Chile. Obserwatorium Rubin będzie wykonywać zdjęcia całego południowego nieba co trzy noce przez 10 lat, dostarczając ogromnej ilości danych, które dostarczą nowych sposobów prowadzenia badań astrofizycznych.

Nowe odkrycia Backyard Worlds podkreślają również pionierskie dziedzictwo Spitzera polegające na ujawnieniu najzimniejszych sąsiadów Słońca. Przyszły Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba również będzie potężnym narzędziem do badania brązowych karłów, aby uzyskać więcej informacji na temat tych tajemniczych obiektów i tego, co mogą one ujawnić na temat formowania się planet i ich atmosfer.

Opracowanie:
Agnieszka Nowak

Źródło:

Popularne posty z tego bloga

Wykryto największą eksplozję w historii Wszechświata

Naukowcy badający odległą gromadę galaktyk odkryli największą eksplozję obserwowaną we Wszechświecie od czasów Wielkiego Wybuchu. Wybuch pochodził z supermasywnej czarnej dziury w centrum odległej o setki milionów lat świetlnych stąd galaktyki. W trakcie eksplozji zostało uwolnione pięć razy więcej energii, niż przy poprzednim ówczesnym najpotężniejszym wybuchu. Astronomowie dokonali tego odkrycia przy użyciu danych z obserwatorium rentgenowskiego Chandra i XMM-Newton, a także danych radiowych z Murchison Widefield Array (MWA) w Australii i Giant Metrewave Radio Telescope (GMRT) w Indiach. Ten potężny wybuch został wykryty w gromadzie galaktyk Ophiuchus, która znajduje się około 390 mln lat świetlnych stąd. Gromady galaktyk to największe struktury we Wszechświecie utrzymywane razem przez grawitację, zawierające tysiące pojedynczych galaktyk, ciemną materię i gorący gaz. W centrum gromady Ophiuchus znajduje się duża galaktyka zawierająca supermasywną czarną dziurę.

Odkryto najbliższą znaną „olbrzymią planetę niemowlęcą”

Nowonarodzona masywna planeta znajduje się zaledwie 100 parseków od Ziemi. Naukowcy odkryli nowonarodzoną masywną planetę bliższą Ziemi niż jakikolwiek tego typu obiekt w podobnym wieku. Olbrzymia niemowlęca planeta, nazwana 2MASS 1155-7919 b, znajduje się w asocjacji Epsilon Chamaeleontis i leży tylko około 330 lat świetlnych od naszego Układu Słonecznego. „Ciemny, chłodny obiekt, który znaleźliśmy, jest bardzo młody i ma zaledwie 10 mas Jowisza, co oznacza, że prawdopodobnie patrzymy na planetę niemowlęcą, być może wciąż w fazie formowania się. Chociaż zostało odkrytych wiele innych planet podczas misji Kepler i innych podobnych, prawie wszystkie z nich są planetami ‘starymi’. Obiekt ten jest jednocześnie czwartym lub piątym przykładem planety olbrzymiej krążącej tak daleko od swojej gwiazdy macierzystej. Teoretycy usiłują wyjaśnić, w jaki sposób się tam uformowały lub jak tam dotarły” – powiedziała Annie Dickson-Vandervelde, główna autorka pracy. Do odkrycia naukowc

Czy rozwiązano tajemnicę ekspansji Wszechświata?

Badacz z Uniwersytetu Genewskiego rozwiązał naukową kontrowersję dotyczącą tempa ekspansji Wszechświata, sugerując, że na dużą skalę nie jest ono całkowicie jednorodne. Ziemia, Układ Słoneczny, cała Droga Mleczna i kilka tysięcy najbliższych nam galaktyk porusza się w ogromnym „bąblu” o średnicy 250 mln lat świetlnych, gdzie średnia gęstość materii jest o połowę mniejsza niż w pozostałej części Wszechświata. Taka jest hipoteza wysunięta przez fizyka teoretyka z Uniwersytetu Genewskiego (UNIGE) jako rozwiązanie zagadki, która od dziesięcioleci dzieli społeczność naukową: z jaką prędkością rozszerza się Wszechświat? Do tej pory co najmniej dwie niezależne metody obliczeniowe osiągnęły dwie wartości różniące się o około 10% z odchyleniem, które jest statystycznie nie do pogodzenia. Nowe podejście usuwa tę rozbieżność bez korzystania z „nowej fizyki”. Wszechświat rozszerza się od czasu Wielkiego Wybuchu, który miał miejsce 13,8 mld lat temu – propozycja po raz pierwszy przeds