Pour recenser les objets cosmiques proches, l’envoi d’une enquête ne fonctionnera pas. Les scientifiques doivent utiliser de nombreux télescopes avec différentes spécialisations pour cartographier ce qui se trouve dans le voisinage général du soleil.
Cherchant à mieux comprendre nos voisins et comment ils sont nés, les scientifiques collaborent avec des scientifiques citoyens et des bénévoles du monde entier. Ils ont aidé des scientifiques professionnels à créer un nouveau recensement de plus de 4 000 objets cosmiques grâce au projet de science citoyenne Backyard Worlds :Planet 9.
Une nouvelle étude dans The Astrophysical Journal Supplement Series montre les résultats de ce recensement à 65 années-lumière du soleil. Les chercheurs ont découvert qu'il y avait quatre fois plus d'étoiles que de naines brunes dans cette zone, mais que les objets de faible masse étaient plus courants que les objets de masse élevée. La masse moyenne d'un objet dans cette zone est de 40 % de la masse du soleil.
"Il y a quelque chose dans le processus de formation des étoiles enfoui dans ces données", a déclaré J. Davy Kirkpatrick, auteur principal de l'étude et chercheur à l'IPAC (Infrared Processing and Analysis Center) de Caltech à Pasadena, en Californie. "Nous avons une autre idée de la façon dont cela fonctionne."
Les naines brunes ne sont pas tout à fait des étoiles ni des planètes, mais quelque part entre les deux. Elles sont généralement plus massives que Jupiter, mais ne fusionnent pas l’hydrogène dans leur noyau comme le font même les étoiles de masse la plus faible. L’étude soutient l’idée selon laquelle le processus de formation des naines brunes est en quelque sorte différent du processus de formation des étoiles de masse plus élevée. On pense que les deux types d'objets se forment lorsqu'un nuage de gaz et de poussière s'effondre, mais il pourrait y avoir différentes « graines » qui déterminent si un type d'objet se forme plutôt qu'un autre.
Les scientifiques citoyens ont accéléré le processus d'identification des objets dans ce recensement d'environ 10 à 15 ans, par rapport à si les chercheurs avaient fait le travail sans eux, a déclaré Kirkpatrick.
Grâce à Backyard Worlds, les scientifiques citoyens indiquent si les objets dans des ensembles d'images pourraient être « à proximité », c'est-à-dire dans le voisinage général de notre soleil dans la galaxie, en recherchant le mouvement des objets par rapport à l'arrière-plan.
Une petite équipe de scientifiques citoyens a développé un outil appelé WISE View, utilisant des images de la mission WISE (Wide-Field Infrared Survey Explorer) de la NASA pour assembler facilement des images dans des animations.
Un groupe plus important de bénévoles a ensuite utilisé ces animations pour trouver des objets en mouvement. "Ils ont rendu le projet plus efficace pour tout le monde", a déclaré Kirkpatrick. (La mission de WISE s'est terminée en 2011, mais le vaisseau spatial a été réactivé sous le nom de NEOWISE en 2013, concentrant son enquête sur les objets géocroiseurs).
Kirkpatrick a également créé un programme appelé Stellar Ambassadors grâce auquel des scientifiques citoyens ont aidé à parcourir la littérature scientifique sur ce que l'on savait auparavant sur ces objets.
Un facteur qui complique l'estimation de la prévalence des naines brunes est que certaines sont pratiquement impossibles à distinguer des étoiles de faible masse. Par exemple, un objet 75 fois plus massif que Jupiter pourrait être soit une naine brune, soit une étoile faible, et les télescopes actuels ne peuvent pas faire la différence.
La prochaine étape de cette ligne de recherche consiste à examiner les données du télescope spatial James Webb de la NASA, qui étudie les nuages moléculaires contenant les graines d'étoiles, de naines brunes et de planètes. De futures enquêtes pourraient en révéler davantage sur la façon dont ces graines diffèrent les unes des autres.
Parmi les scientifiques citoyens qui ont participé à la nouvelle étude et ont obtenu des crédits en tant que co-auteurs figuraient Léopold Gramaize à Paris. Lorsqu'il ne parcourt pas les données cosmiques, il travaille comme directeur de la sécurité et des opérations des aéroports de Paris-Charles de Gaulle et du Bourget.
Gramaize a découvert le projet Backyard Worlds en 2019 et a adoré l'idée de rechercher des naines brunes, dont il n'avait jamais entendu parler auparavant. Gramaize est devenu tellement intéressé par ces objets qu'il a appris à coder pour pouvoir rechercher plus rapidement dans les bases de données astronomiques. Dans le cadre de cette étude particulière, il a co-découvert quelques naines brunes et a contribué à la revue de la littérature scientifique.
"J'aime le fait que les naines brunes soient un peu mystérieuses", a-t-il déclaré. "C'est juste quelques pixels, et pourtant ils sont là." Trois scientifiques citoyens du projet Backyard Worlds ont gagné du temps d'observation sur Webb en tant que co-enquêteurs sur certaines propositions Webb.
Plus d'informations : J. Davy Kirkpatrick et al, La fonction de masse initiale basée sur le recensement de 20 % du ciel complet de ∼3 600 étoiles et naines brunes, Série de suppléments du journal astrophysique (2024). DOI :10.3847/1538-4365/ad24e2
Informations sur le journal : Supplément du journal astrophysique
Fourni par la NASA
