Bruna dvärgar är astronomis mellanbarn, för stor för att vara en planet men inte tillräckligt stor för att vara en stjärna. Liksom deras stjärnsyskon, dessa föremål bildas från gravitationskollapsen av gas och damm. Men i stället för att kondensera till en stjärnas heta kärnkraftskärna, bruna dvärgar hittar en mer zenliknande jämvikt, på något sätt nå ett stall, mildare tillstånd jämfört med fusionsdrivna stjärnor.

Bruna dvärgar anses vara den felande länken mellan de mest massiva gasjätteplaneterna och de minsta stjärnorna, och eftersom de lyser relativt svagt har de varit svåra att upptäcka på natthimlen. Som stjärnor, vissa bruna dvärgar kan behålla skivan av virvlande gas och damm som blivit över från deras ursprungliga bildning. Detta material kan kollidera och ackumuleras för att bilda planeter, även om det är oklart exakt vilken typ av planeter bruna dvärgar kan generera.

Nu forskare vid MIT, University of Oklahoma, och på andra ställen, med hjälp av medborgarforskare, har identifierat den närmaste unga bruna dvärgen med den typ av skiva som potentiellt skulle kunna bilda planeter. Den bruna dvärgen, heter W1200-7845, är bara 3,7 miljoner år gammal och sitter på en närliggande 102 parsecs, eller cirka 332 ljusår från jorden.

I denna närhet, forskare kanske kan zooma in på det unga systemet med framtida kraftfulla teleskop, att undersöka de tidigaste förhållandena för en brun dvärgs skiva och kanske lära dig mer om vilken typ av planeter bruna dvärgar kan ha.

Det nya systemet upptäcktes genom Disk Detective, ett crowdsourced projekt finansierat av NASA och värd av Zooniverse som tillhandahåller bilder av föremål i rymden för allmänheten att klassificera, med syftet att plocka ut objekt som sannolikt är stjärnor med skivor som potentiellt kan vara värd för planeter.

Forskarna presenterar sina resultat, samt tillkännage en ny version av Disk Detective-webbplatsen, denna vecka vid American Astronomical Societys helt virtuella möte.

"Inom vårt solområde"

Användare av Diskdetective.org, som först lanserades 2014, kan titta igenom "blädderböcker" - bilder av samma objekt i rymden, tagen av NASA:s Wide-field Infrared Survey Explorer, eller VIS, som upptäcker infraröda utsläpp såsom värmestrålning som avges av gasen och dammskräp i stjärnskivorna. En användare kan klassificera ett objekt baserat på vissa kriterier som om objektet verkar ovalt – en form som mer liknar en galax – eller rund – ett tecken på att objektet mer sannolikt är en stjärna som är värd för skivan.

"Vi har flera medborgarforskare som tittar på varje objekt och ger sin egen oberoende åsikt, och lita på folkmassans visdom att avgöra vilka saker som förmodligen är galaxer och vilka saker som förmodligen är stjärnor med skivor runt dem, " säger studiens medförfattare Steven Silverberg, en postdoc vid MIT:s Kavli Institute for Astrophysics and Space Research.

Därifrån, ett vetenskapsteam inklusive Silverberg följer upp på publikklassade diskar, använda mer sofistikerade metoder och teleskop för att avgöra om de verkligen är diskar, och vilka egenskaper diskarna kan ha.

I fallet med den nyupptäckta W1200-7845, medborgarforskare klassade först objektet som en disk 2016. Forskarteamet, inklusive Silverberg och Maria Schutte, en doktorand vid University of Oklahoma, tittade sedan närmare på källan med ett infrarött instrument på Magellan 6,5 meter teleskop vid Las Campanas observatorium i Chile.

Med dessa nya observationer, de fastställde att källan verkligen var en skiva runt en brun dvärg som levde inom en "rörlig grupp" - en klunga av stjärnor som tenderar att röra sig som en över natthimlen. Inom astronomi, det är mycket lättare att bestämma åldern på en grupp av föremål snarare än ett ensamt. Eftersom den bruna dvärgen var en del av en rörlig grupp på cirka 30 stjärnor, tidigare forskare kunde uppskatta en medelålder för gruppen, cirka 3,7 miljoner år gammal, det var troligen också den bruna dvärgens ålder.

Den bruna dvärgen är också mycket nära jorden, på cirka 102 parsecs bort, gör det närmast, ung brun dvärg upptäckt ännu. För jämförelse, vår närmaste stjärna, Alfa centauri, är 1 parsec från jorden.

"När det är så här nära, vi anser att det ligger inom solområdet, " säger Schutte. "Den närheten är verkligen viktig, eftersom bruna dvärgar har lägre massa och i sig mindre ljusa än andra objekt som stjärnor. Så ju närmare dessa objekt är oss, desto mer detaljer kommer vi att kunna se."

Letar efter Peter Pan

Teamet planerar att zooma in ytterligare på W1200-7845 med andra teleskop, som ALMA, Atacama Large Millimeter Array i Chile, bestående av 66 enorma radioskålar som arbetar tillsammans som ett kraftfullt teleskop för att observera universum mellan radio- och infraröda band. Vid denna räckvidd och precision, forskarna hoppas kunna se själva den bruna dvärgens skiva, för att mäta dess massa och radie.

"En skivas massa berättar bara hur mycket grejer som finns i skivan, vilket skulle berätta för oss om planetbildning sker runt dessa system, och vilka typer av planeter du skulle kunna producera, ", säger Silverberg. "Du kan också använda dessa data för att avgöra vilka typer av gas som finns i systemet som skulle berätta om skivans sammansättning."

Sålänge, forskarna lanserar en ny version av Disk Detective. I april 2019, webbplatsen tog paus, som värdplattform, den populära medborgarforskarportalen Zooniverse, tog kort tid tillbaka sin tidigare mjukvaruplattform till förmån för en uppdaterad version. Den uppdaterade plattformen har fått Silverberg och hans kollegor att förnya Disk Detective. Den nya versionen, lanseras denna vecka, kommer att inkludera bilder från en full-sky-undersökning, PanSTARRS, som observerar större delen av himlen i högupplösta optiska band.

"Vi får mer aktuella bilder med olika teleskop med bättre rumslig upplösning den här gången, säger Silverberg, som kommer att hantera den nya webbplatsen på MIT.

Där webbplatsens tidigare version syftade till att hitta eventuella skivor runt stjärnor och andra objekt, den nya platsen är utformad för att plocka ut "Peter Pan"-skivor - skivor av gas och damm som borde vara gamla nog att ha bildat planeter, men av någon anledning inte riktigt än.

"Vi kallar dem Peter Pan-skivor eftersom de aldrig verkar växa upp, säger Silverberg.

Teamet identifierade sin första Peter Pan-disk med Disk Detective 2016. Sedan dess, sju andra har hittats, var och en minst 20 miljoner år gammal. Med den nya sajten, de hoppas kunna identifiera och studera fler av dessa diskar, which could help to nail down conditions under which planets, and possibly life, may form.

"The disks we find will be excellent places to look for exoplanets, " Silverberg says.

"If planets take longer to form than we previously thought, the star they orbit will have fewer gigantic flares when the planets finally form. If the planet receives fewer flares than it would around a younger star, that could significantly impact our expectations for discovering life there."