Att göra en folkräkning av närliggande kosmiska objekt fungerar inte att skicka ut en undersökning. Forskare behöver använda många teleskop med olika specialiseringar för att kartlägga vad som finns i solens allmänna omgivning.
För att förstå mer om våra grannar och hur de kom till, samarbetar forskare med medborgarforskare och volontärer från hela världen. De har hjälpt professionella forskare att skapa en ny folkräkning av mer än 4 000 kosmiska objekt genom Backyard Worlds:Planet 9 medborgarvetenskapsprojekt.
En ny studie i The Astrophysical Journal Supplement Series visar resultaten av den folkräkningen inom 65 ljusår från solen. Forskare fann att det finns fyra gånger fler stjärnor än bruna dvärgar i det här området, men att föremål med låg massa är vanligare än föremål med hög massa. Medelmassan för ett föremål i detta område är 40 % av solens massa.
"Det finns något med processen för stjärnbildning begravd i dessa data", säger J. Davy Kirkpatrick, huvudförfattare till studien och forskare vid Caltechs IPAC (Infrared Processing and Analysis Center) i Pasadena, Kalifornien. "Vi har en annan aning om hur det fungerar."
Bruna dvärgar är inte riktigt stjärnor och inte riktigt planeter, utan någonstans däremellan. De är i allmänhet mer massiva än Jupiter men smälter inte samman väte i sina kärnor på det sätt som ens stjärnor med lägsta massa gör. Studien stöder tanken att processen att bilda bruna dvärgar på något sätt skiljer sig från processen att bilda stjärnor med högre massa. Båda typerna av föremål tros bildas när ett moln av gas och damm kollapsar, men det kan finnas olika "frön" som avgör om en typ av föremål bildas mot en annan.
Medborgarforskare påskyndade processen att identifiera objekt i denna folkräkning med cirka 10 till 15 år, jämfört med om forskare hade gjort arbetet utan dem, sa Kirkpatrick.
Genom Backyard Worlds indikerar medborgarforskare om objekt i bilduppsättningar kan vara "nära" – det vill säga inom vår sols allmänna grannskap i galaxen – genom att leta efter objekts rörelse i förhållande till bakgrunden.
Ett litet team av medborgarforskare utvecklade ett verktyg som heter WISE View, som använder bilder från NASA:s WISE-uppdrag (Wide-Field Infrared Survey Explorer) för att enkelt sammanfoga bilder till animationer.
En större grupp volontärer använde sedan dessa animationer för att hitta rörliga föremål. "De har gjort projektet mer effektivt för alla andra," sa Kirkpatrick. (WISE:s uppdrag avslutades 2011, men rymdfarkosten återaktiverades med namnet NEOWISE 2013, och fokuserade sin undersökning på objekt nära jorden).
Kirkpatrick skapade också ett program kallat Stellar Ambassadors genom vilket medborgarforskare hjälpte till att titta igenom vetenskaplig litteratur om vad som var känt om dessa objekt tidigare.
En komplicerande faktor för att uppskatta förekomsten av bruna dvärgar är att vissa praktiskt taget inte går att skilja från stjärnor med låg massa. Till exempel kan ett föremål som är 75 gånger Jupiters massa vara antingen en brun dvärg eller en svag stjärna, och nuvarande teleskop kan inte se skillnaden.
Nästa steg i denna forskningslinje är att undersöka data från NASA:s rymdteleskop James Webb, som studerar molekylära moln som håller frön från stjärnor, bruna dvärgar och planeter. Framtida undersökningar kan avslöja mer om hur dessa frön skiljer sig från varandra.
Medborgarforskare som deltog i den nya studien och fick kredit som medförfattare inkluderade Léopold Gramaize i Paris. När han inte letar efter kosmisk data, arbetar han som säkerhets- och operationschef för Paris-Charles de Gaulle och Le Bourgets flygplatser.
Gramaize stötte på Backyard Worlds-projektet 2019 och älskade idén att leta efter bruna dvärgar, som han aldrig hade hört talas om förut. Gramaize blev så intresserad av dessa objekt att han lärde sig att koda så att han kunde söka i astronomiska databaser snabbare. Som en del av denna studie var han med och upptäckte några bruna dvärgar och hjälpte till med den vetenskapliga litteraturgenomgången.
"Jag gillar det faktum att bruna dvärgar är lite mystiska," sa han. "Det är bara några pixlar, och ändå är de här." Tre medborgarforskare från Backyard Worlds-projektet har vunnit observationstid på Webb som medutredare för utvalda Webb-förslag.
Mer information: J. Davy Kirkpatrick et al, The Initial Mass Function Based on the Full-sky 20 pc Census of ~3600 Stars and Brown Dwarfs, The Astrophysical Journal Supplement Series (2024). DOI:10.3847/1538-4365/ad24e2
Journalinformation: Astrophysical Journal Supplement
Tillhandahålls av NASA
