En ung, solliknande stjärna omgiven av sin planetbildande skiva av gas och damm. Kredit:NASA/JPL-Caltech
Planeter bildas av gas- och dammpartiklar som virvlar runt babystjärnor i enorma snurrande skivor. Men eftersom denna process tar miljontals år, forskare kan bara lära sig om dessa diskar genom att hitta och studera många olika exempel.
Genom ett projekt som heter Disk Detective, du kan hjälpa. Någon, oavsett bakgrund eller förkunskaper, kan hjälpa forskare att ta reda på mysterierna kring planetbildning. Disk Detective är ett exempel på medborgarvetenskap, ett samarbete mellan professionella forskare och allmänheten.
"Vi försöker förstå hur lång tid det tar för planeter att bildas, sa astrofysikern Marc Kuchner, Projektledaren för Disk Detective vid NASA:s Goddard Space Flight Center i Greenbelt, Maryland, och Citizen Science Officer för NASA:s Science Mission Directorate. "Att spåra utvecklingen av dessa skivor är det viktigaste sättet att veta hur lång tid planetbildning tar."
Disk Detective har just återlanserats med en ny webbplats och en ny datauppsättning på cirka 150, 000 stjärnor. Denna nya version av projektet fokuserar på M dvärgar, som representerar den vanligaste typen av stjärna i Vintergatans galax. Den koncentrerar sig också på bruna dvärgar, som är kulor av gas som inte bränner väte på det sätt som stjärnor gör och ofta mer liknar jätteplaneter som Jupiter.
Efter att ha läst instruktionerna, deltagare kan börja identifiera diskar direkt i Disk Detective. Gränssnittet presenterar en serie riktiga astronomiska bilder och ställer frågor till besökare som kommer att hjälpa till att avgöra mer definitivt om en disk finns. Bilderna kommer från NASA:s Wide-Field Infrared Survey Explorer (WISE), som nu fungerar som NEOWISE, såväl som det markbaserade Panoramic Survey Telescope and Rapid Response System (Pan-STARRS) på Hawaii och den NASA-finansierade Two Micron All-Sky Survey (2MASS), som fungerade från 1997 till 2001.
"Vi har flera medborgarforskare som tittar på varje objekt, ge 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, " sa Disk Detectives chef, Steven Silverberg, en postdoktor vid Massachusetts Institute of Technologys Kavli Institute for Astrophysics and Space Research.
Avancerade användare lär sig mer om objekten de studerar med hjälp av professionella dataarkiv. De som bidrar med betydande insikter får kredit på vetenskapliga artiklar som beskriver upptäckterna som gjorts genom Disk Detectives ansträngningar. Professionella forskare följer sedan upp medborgarforskarnas input med hjälp av mer sofistikerade verktyg och nya observationer. Femton medborgarforskare har redan blivit namngivna medförfattare på peer-reviewed vetenskapliga artiklar genom Disk Detective.
En entusiastisk Disk Detective "superanvändare" är Hugo Durantini Luca, en datatekniker i Córdoba, Argentina. Han började klassificera diskar med projektet 2014 och har sedan dess tagit på sig ytterligare ansvar:att skriva tutorials, moderera diskussioner, och till och med hjälpa till att använda teleskop i Sydamerika för att följa upp intressanta mål. Medan han blev involverad på grund av sitt intresse för att upptäcka planetsystem och analysera bilder, han säger att han värdesätter "hur du kan arbeta direkt med vetenskapsteamet." Han är i frekvent kommunikation med Kuchner och andra professionella astronomer, och han deltar i ett videosamtal för superanvändare varje vecka.
"Jag tror att vi kommer att få en intressant ny säsong, " Durantini Luca sa. "Det nya sättet vi behandlar data kommer att tillåta oss att analysera bilderna med bättre detaljer."
Medborgarforskare vid Disk Detective gjorde en viktig upptäckt 2016:en ny klass av diskar, kallade Peter Pan-skivor. De flesta diskar runt unga, lågmassastjärnor borde förlora sin gas, på grund av planetbildning och naturligt försvinnande i rymden, efter 5 miljoner år. Ändå upptäckte Disk Detective-medborgarforskare en skiva med mycket gas som kretsar kring en stjärna som är ungefär 45 miljoner år gammal.
Sedan dess, sju liknande mystiskt ungt utseende diskar har hittats, var och en minst 20 miljoner år gammal. Forskare undrar fortfarande varför planetbildningen pågår så länge i dessa skivor. De förutspår att medborgarforskare kan hitta så många som 15 nya Peter Pan-diskar genom den nyligen förnyade Disk Detective.
"För att ta reda på hur diskar utvecklas, vi behöver ett stort urval av olika typer av skivor i olika åldrar, sa Kuchner.
På senare tid, Disk Detectives ansträngningar resulterade i en upptäckt som tillkännagavs den 2 juni vid American Astronomical Societys (AAS) 236:e möte, som hölls virtuellt. Med hjälp av medborgarforskare, astronomer identifierade den närmaste unga bruna dvärgskivan hittills, en som kan ha förmågan att bilda planeter. Denna 3,7 miljoner år gamla bruna dvärg, ringde W1200-7845, är cirka 333 ljusår bort. Ett ljusår är den sträcka ljuset färdas på ett år; den närmaste stjärnan bortom solen är över 4 ljusår bort.
"Det finns inte många exempel på unga bruna dvärgar så nära solen, så W1200-7845 är en spännande upptäckt, sa Maria Schutte, en doktorand vid University of Oklahoma, som ledde studien och presenterade resultaten vid AAS-mötet. Durantini Luca och andra medborgarforskare ingick som medförfattare.
Sedan den senaste Disk Detective-datareleasen, ESA:s (Europeiska rymdorganisationens) Gaia-satellit har levererat en oöverträffad mängd information om platserna, rörelser, och typer av stjärnor i Vintergatan. Disk Detective-vetenskapsteamet använde de nya uppgifterna från Gaia för att identifiera M-dvärgar av intresse för projektet. En andra förbättring av projektet är att de nya bilderna från undersökningarna som listas ovan har högre upplösning än den tidigare batchen data, gör fler bakgrundsobjekt synliga.
"NASA behöver din hjälp, " sa Kuchner. "Kom och upptäck dessa skivor med oss!"