Les scientifiques ont puisé dans le réseau mondial de volontaires utilisant Backyard Worlds:Planet 9 pour cartographier des dizaines de nouvelles naines brunes, ou des boules de gaz pas assez lourdes pour être des étoiles.

Notre système solaire est-il situé dans un quartier typique de la Voie Lactée ? Les scientifiques se sont rapprochés de la réponse à cette question, grâce au projet Backyard Worlds:Planet 9, financé par la NASA, une collaboration scientifique citoyenne entre des scientifiques professionnels et des membres du public.

Les scientifiques ont puisé dans le réseau mondial de 150, 000 volontaires utilisent Backyard Worlds:Planet 9 pour trouver de nouveaux exemples de naines brunes. Ces objets sont des boules de gaz qui ne sont pas assez lourdes pour être des étoiles, car ils ne peuvent pas s'alimenter par fusion nucléaire comme le font les étoiles. Et tandis que "marron" est dans le nom, ils apparaîtraient magenta ou rouge orangé si une personne pouvait les voir de près. En faisant une cartographie complète de ces objets, les scientifiques pourraient découvrir si différents types de naines brunes sont uniformément répartis dans le voisinage de notre système solaire.

Les télescopes peuvent détecter les naines brunes car elles émettent de la chaleur, sous forme de lumière infrarouge, laissés de leur formation. La lumière infrarouge est invisible aux yeux humains, mais il peut révéler des détails alléchants sur les naines brunes et d'autres objets à travers l'univers.

Le résultat du nouvel effort de science citoyenne est la carte la plus complète à ce jour de L, T et Y nains à proximité du système solaire. Ces variétés naines brunes peuvent avoir des températures allant jusqu'à des milliers de degrés Fahrenheit, mais les nains Y, qui sont les plus cool, peut avoir des températures inférieures au point de congélation et des nuages ​​​​d'eau.

Bien sûr, l'idée qu'un astronome se fait d'un quartier est différente dans l'espace que sur Terre. La carte englobe un rayon de 65 années-lumière, ou environ 400 billions de milles, avec des "voisins proches" habitant l'espace à moins de 35 années-lumière, ou 200 000 milliards de milles.

Depuis 2017, les scientifiques citoyens ont recherché des candidats naines brunes dans le cadre de Backyard Worlds, 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 collectées entre 2010 et 2011 sous son surnom précédent, SAGE. L'équipe de Backyard Worlds a également collaboré avec le programme Summer Research Connection de Caltech pour impliquer les élèves du secondaire dans la recherche des naines brunes. Des volontaires du monde entier et des lycéens de Pasadena, Californie, sont répertoriés comme co-auteurs de l'étude, qui a été présenté à la 237e réunion de l'American Astronomical Society.

Alors que les naines brunes ont des millions à des milliards d'années, cette équipe de scientifiques professionnels et citoyens avait un délai beaucoup plus court pour les trouver. Ils savaient que le télescope spatial Spitzer de la NASA était le seul observatoire opérationnel qui pouvait confirmer les distances et les positions des naines brunes qui les intéressaient, et Spitzer devait prendre sa retraite en janvier 2020. C'était une course effrénée pour trouver autant de naines brunes que possible afin que Spitzer puisse révéler leurs emplacements plus précisément.

Heureusement, les scientifiques citoyens ont aidé à sauver la situation :ils ont découvert des dizaines de nouvelles naines brunes.

« Sans les scientifiques citoyens, nous n'aurions pas pu créer un échantillon aussi complet en si peu de temps, " a déclaré J. Davy Kirkpatrick, scientifique à Caltech/IPAC à Pasadena et auteur principal de l'étude. "Le pouvoir de milliers d'yeux curieux sur les données nous a permis de trouver des candidats naines brunes beaucoup plus rapidement."

Les astronomes professionnels ont ensuite utilisé Spitzer pour observer 361 naines brunes locales de types L, T, Andy, et les a combinés avec des découvertes précédentes pour créer une carte en 3D de 525 naines brunes. Outre les découvertes de la science citoyenne, les scientifiques ont utilisé CatWise, un catalogue d'objets financé par la NASA de WISE et NEOWISE, pour terminer leur recensement.

Et il y a une surprise :l'un des voisins de notre système solaire, le nain Y le plus froid de la galaxie, avec des températures probablement en dessous de zéro - représente un résident rare dans le quartier cosmique. Les astronomes se seraient attendus à en trouver beaucoup plus dans les environs. Mais c'est peut-être parce que les télescopes actuels ne sont pas assez sensibles pour les trouver, puisque ces objets sont si faibles.

Comme des recherches antérieures l'ont montré, des sept objets les plus proches de notre système solaire, trois sont des types rares de naines brunes. Les autres sont des étoiles normales :les naines rouges Proxima Centauri et l'étoile de Barnard, et les étoiles semblables au Soleil Alpha Centauri A et B.

« Si vous deviez placer le Soleil à un endroit aléatoire sur notre carte en 3D et que vous deviez demander :"Typiquement, à quoi ressemblent ses voisins ?" Nous trouvons qu'ils seraient très différents de ce que sont nos voisins réels, " a déclaré Aaron Meisner, scientifique adjoint au NOIRLab de la National Science Foundation et co-auteur de l'étude.

Donc, est le Soleil dans un voisinage cosmique inhabituellement diversifié, ou est-ce simplement que les nains Y à proximité sont les plus faciles à repérer ? Les astronomes devront approfondir leurs recherches pour le savoir.

Certains de ces L, T, et les naines Y ont des masses et des températures similaires à celles des exoplanètes, des planètes situées au-delà de notre système solaire. Obtenir des détails sur les planètes lointaines peut être difficile car si elles orbitent autour d'autres étoiles, la lumière des étoiles est beaucoup plus brillante que la planète. Étant donné que les naines brunes de cette étude ne sont pas en orbite autour des étoiles, un télescope n'a pas besoin de soustraire la lumière des étoiles pour les regarder. Cela fait des naines brunes un nouveau type de laboratoire pour comprendre les exoplanètes.

Les scientifiques en apprendront encore plus sur les naines brunes avec le prochain télescope spatial James Webb de la NASA, qui examinera ces objets mystérieux en détail dans la lumière infrarouge. La prochaine mission SPHEREx de la NASA, qui sera un relevé infrarouge tout le ciel, présente également de nouvelles opportunités pour caractériser davantage de naines brunes.

Le projet Backyard Worlds:Planet 9 est en cours et ouvert à toute personne du monde entier qui souhaite se joindre à la quête pour trouver des objets plus mystérieux dans les données des engins spatiaux. En plus d'un total d'environ 3, 000 naines brunes, des bénévoles ont aidé à retrouver les plus vieux, naine blanche la plus froide entourée d'un disque de débris.

"J'aime ce projet parce que les objets que nous envoyons aux chercheurs pourraient être observés avec un grand télescope, " dit Mélina Thévenot, un scientifique citoyen en Allemagne qui est répertorié comme co-auteur de la nouvelle étude. "Je pense que nous, les volontaires, pouvons vraiment voir les fruits de nos efforts avec ce projet et les publications de l'équipe scientifique."