Ceci est une illustration d'une naine brune. Malgré leur nom, les naines brunes apparaîtraient magenta ou rouge orangé à l'œil humain si elles étaient vues de près. Crédits :William Pendrill
Avec l'aide de scientifiques citoyens, les astronomes ont découvert deux naines brunes très inhabituelles, des boules de gaz qui ne sont pas assez massives pour s'alimenter comme le font les étoiles.
Les participants au projet Backyard Worlds:Planet 9 financé par la NASA ont aidé les scientifiques à découvrir ces objets bizarres, en utilisant les données du satellite NEOWISE (Near-Earth Object Wide-Field Infrared Survey Explorer) de la NASA ainsi que des observations de tout le ciel recueillies entre 2009 et 2011 sous son surnom précédent, SAGE. Backyard Worlds :Planet 9 est un exemple de « science citoyenne, " une collaboration entre des scientifiques professionnels et des membres du public.
Les scientifiques appellent les objets nouvellement découverts "les premiers sous-nains extrêmes de type T". Ils pèsent environ 75 fois la masse de Jupiter et datent d'environ 10 milliards d'années. Ces deux objets sont les naines brunes les plus semblables à des planètes jamais vues parmi la plus ancienne population d'étoiles de la Voie lactée.
Les astronomes espèrent utiliser ces naines brunes pour en savoir plus sur les exoplanètes, qui sont des planètes en dehors de notre système solaire. Les mêmes processus physiques peuvent former à la fois des planètes et des naines brunes.
"Ces surprenantes, les naines brunes étranges ressemblent suffisamment à d'anciennes exoplanètes pour nous aider à comprendre la physique des exoplanètes, " a déclaré l'astrophysicien Marc Kuchner, le chercheur principal de Backyard Worlds:Planet 9 et le Citizen Science Officer de la Direction des missions scientifiques de la NASA. Kuchner est également astrophysicien au Goddard Space Flight Center de la NASA à Greenbelt, Maryland.
Ces deux naines brunes spéciales ont des compositions très inhabituelles. Vu dans des longueurs d'onde particulières de la lumière infrarouge, elles ressemblent à d'autres naines brunes, mais à d'autres, elles ne ressemblent à aucune autre étoile ou planète observée jusqu'à présent.
Les scientifiques ont été surpris de voir qu'ils ont très peu de fer, ce qui signifie que, comme d'anciennes étoiles, ils n'ont pas incorporé de fer provenant de naissances et de morts d'étoiles dans leur environnement. Une naine brune typique aurait jusqu'à 30 fois plus de fer et d'autres métaux que ces objets nouvellement découverts. L'une de ces naines brunes semble n'avoir qu'environ 3% de fer en plus que notre Soleil. Les scientifiques s'attendent à ce que de très vieilles exoplanètes aient une faible teneur en métaux, trop.
"Une question centrale dans l'étude des naines brunes et des exoplanètes est de savoir dans quelle mesure la formation des planètes dépend de la présence de métaux comme le fer et d'autres éléments formés par plusieurs générations d'étoiles antérieures, " a déclaré Kuchner. " Le fait que ces naines brunes semblent s'être formées avec de si faibles abondances de métaux suggère que nous devrions peut-être chercher plus dur pour les anciens, exoplanètes pauvres en métaux, ou des exoplanètes en orbite autour d'anciennes étoiles pauvres en métaux."
Une étude dans Le Journal d'astrophysique détaille ces découvertes et les implications potentielles. Six scientifiques citoyens sont répertoriés comme co-auteurs de l'étude.
Images WISE de la naine brune nouvellement découverte WISE 1810, vue avec l'outil WiseView. Deux indicateurs révèlent que l'objet est une naine brune. Le premier est la teinte orange de l'objet dans ces images en fausses couleurs. La seconde est sa position modifiée, ce qui montre qu'il s'est déplacé entre 2010 (à gauche) et 2016 (à droite). Crédit :Schneider et al. 2020
Comment des volontaires ont trouvé ces naines brunes extrêmes
L'auteur principal de l'étude, Adam Schneider de l'École d'exploration de la Terre et de l'espace de l'Arizona State University à Tempe, remarqué pour la première fois l'une des naines brunes inhabituelles, appelé WISE 1810, en 2016, mais c'était dans une zone bondée du ciel et était difficile à confirmer.
Avec l'aide d'un outil appelé WiseView, créé par Backyard Worlds :le scientifique citoyen de Planet 9 Dan Caselden, Schneider a confirmé que l'objet qu'il avait vu des années plus tôt se déplaçait rapidement, ce qui est une bonne indication qu'un objet est un corps céleste proche comme une planète ou une naine brune.
"WiseView fait défiler les données comme un court-métrage, " Schneider a dit, "pour que vous puissiez voir plus facilement si quelque chose bouge ou non."
La deuxième naine brune inhabituelle, SAGE 0414, a été découvert par un groupe de scientifiques citoyens comprenant les participants de Backyard Worlds Paul Beaulieu, Sam Goodman, William Pendrill, Austin Rothermich, et Arttu Sainio.
Les scientifiques citoyens qui ont trouvé WISE 0414 ont passé au peigne fin des centaines d'images prises par WISE à la recherche d'objets en mouvement, qui sont mieux détectés avec l'œil humain.
"La découverte de ces deux naines brunes montre que les passionnés de science peuvent contribuer à la démarche scientifique, " a déclaré Schneider. " Grâce à Backyard Worlds, des milliers de personnes peuvent travailler ensemble pour trouver des objets insolites dans le voisinage solaire."
Les astronomes ont effectué un suivi pour déterminer leurs propriétés physiques et confirmer qu'il s'agissait bien de naines brunes. La découverte de ces deux naines brunes inhabituelles suggère que les astronomes pourraient être en mesure de trouver davantage de ces objets à l'avenir.
À propos de Backyard Worlds:Planet 9
Le projet en cours Backyard Worlds:Planet 9 permet à quiconque de se joindre à la quête pour trouver des objets plus mystérieux dans les données des vaisseaux spatiaux. Les scientifiques citoyens utilisant ce projet ont découvert une multitude de trésors astronomiques, dont plus de 1, 600 naines brunes et la plus ancienne, naine blanche la plus froide entourée d'un disque de débris.
Environ 150, 000 personnes ont participé à ce jour. Découvrez-le sur backyardworlds.org.
