Νέα έρευνα αποκάλυψε 34 νέα συστήματα δυαδικών αστεριών στα οποία αστέρια χαμηλής μάζας συνεργάζονται με ένα λεγόμενο «αποτυχημένο αστέρι» ή καφέ νάνο. Οι ανακαλύψεις σχεδόν διπλασιάζουν τον αριθμό των γνωστών συστημάτων και θα μπορούσαν να βοηθήσουν τους αστρονόμους να κατανοήσουν καλύτερα πού βρίσκεται η διαχωριστική γραμμή μεταξύ πλανητών και αστεριών.
Βασικός παράγοντας στην έρευνα ήταν ο πολίτης επιστήμονας Frank Kiwy, ο οποίος είναι μέρος του δημόσιου έργου Backyard Worlds: Planet 9. Έψαξε στα 4 δισεκατομμύρια ουράνια αντικείμενα NOIRLab's Source Catalog DR2 για να βρείτε δυαδικά συστήματα με καφέ νάνους.
«Οι νέες ανακαλύψεις μας γεμίζουν ένα μοναδικό μέρος του πληθυσμού των συντρόφων των καφέ νάνων», αστρονόμος του NOIRLab και συνιδρυτής του Backyard Worlds, Aaron Meisner είπε Physics World. "Αυτό θα βοηθήσει τους επιστήμονες να καταλάβουν εάν αυτά τα μυστηριώδη ουράνια αντικείμενα μοιάζουν περισσότερο με υπερμεγέθη πλανήτες που μοιάζουν με τον Δία ή μάλλον με αστέρια μικρότερου μεγέθους».
Ο Μάισνερ επαίνεσε τη συμβολή του πολίτη επιστήμονα στο επίκεντρο της μελέτης, η οποία περιγράφεται σε άρθρο του Η αστρονομική εφημερίδα. «Ένας εξαιρετικά ταλαντούχος πολίτης επιστήμονας ονόματι Frank Kiwy έκανε μόνος του όλη την εξόρυξη δεδομένων και στη συνέχεια οδήγησε μια ομάδα επαγγελματιών αστρονόμων να δημοσιεύσει τις ανακαλύψεις».
Δύσκολο να εντοπίσεις "αποτυχημένα αστέρια"
Όσον αφορά τις μάζες τους, οι καφέ νάνοι πέφτουν ανάμεσα σε πλανήτες και αστέρια. Η NASA ορίζει επί του παρόντος το εύρος μάζας των καφέ νάνων ως 15-75 φορές τη μάζα του Δία, η οποία είναι περίπου 0.1% της μάζας του Ήλιου. Ως αποτέλεσμα, οι καφέ νάνοι δεν έχουν τη μάζα για να ξεκινήσουν την πυρηνική σύντηξη υδρογόνου στους πυρήνες τους, έτσι μοιάζουν με ψύξη κάρβουνα και όχι με εκθαμβωτικά αστέρια. Αυτή η έλλειψη σημαντικής απόδοσης ακτινοβολίας, σε συνδυασμό με το μικρό τους μέγεθος, κάνει τους καφέ νάνους δύσκολο να παρατηρηθούν.
«Οι καφέ νάνοι είναι μικροί, εγγενώς αμυδροί και εκπέμπουν σε μεγάλο βαθμό στο υπέρυθρο φως», εξηγεί ο Meisner. «Όλοι αυτοί οι παράγοντες συνδυάζονται για να κάνουν τόσο δύσκολο να εντοπιστούν όσο και να χάνονται εύκολα». Ωστόσο, επισημαίνει ότι, «Η μεγάλη περιοχή του ουρανού και η εξαιρετική ευαισθησία στα κόκκινα μήκη κύματος που παρέχονται από τον Κατάλογο Πηγών NOIRLab ήταν το κλειδί για την ενεργοποίηση αυτών των νέων ανακαλύψεων».
Από την πρώτη ανακάλυψη ενός καφέ νάνου, που ονομάζεται Teide 1, το 1995, οι αστρονόμοι έχουν ανακαλύψει χιλιάδες καφέ νάνους χρησιμοποιώντας εξαιρετικά ευαίσθητα τηλεσκόπια. Αλλά μόνο ένα μικρό ποσοστό από αυτά ήταν σε δυαδικά συστήματα.
«Δεν γνωρίζουμε ακόμη με μεγάλη ακρίβεια πόσο συνηθισμένοι είναι οι σύντροφοι των καφέ νάνων στα αστέρια», λέει ο Meisner. «Οι ατμόσφαιρες των καφέ νάνων είναι γνωστό ότι φιλοξενούν μόρια όπως το νερό και είναι απαραίτητα εργαστήρια που παρέχουν μοναδικές γνώσεις για τις πλανητικές ατμόσφαιρες, επομένως είναι σημαντικό να βρούμε περισσότερα παραδείγματα αυτών των συναρπαστικών συστημάτων».
Υπερχρήστες της επιστήμης του πολίτη
Προκειμένου να κυνηγήσει καφέ νάνους, το Backyard Worlds: Planet 9 χρησιμοποιεί ένα δίκτυο με περισσότερους από 100,000 εθελοντές πολίτες για τη σάρωση εικόνων με τηλεσκόπιο. Αυτοί οι άνθρωποι χρησιμοποιούν τα μάτια τους για να αναζητήσουν δεδομένα για λειτουργίες που ενδέχεται να χάσουν τη μηχανική εκμάθηση και τους υπερυπολογιστές.
Οι εθελοντές περιλαμβάνουν εκατοντάδες «υπερχρήστες», που εργάζονται σε φιλόδοξα και αυτοκατευθυνόμενα έργα και ο Kiwy είναι ένας από αυτούς τους υπερχρήστες.
«Λατρεύω το έργο Backyard Worlds: Planet 9! Μόλις κατακτήσετε την κανονική ροή εργασίας, μπορείτε να βουτήξετε πολύ πιο βαθιά στο θέμα», είπε ο Kiwy σε δήλωση από το NOIRLab. «Αν είστε ένα άτομο που είναι περίεργο και δεν φοβάται να μάθει κάτι νέο, αυτό μπορεί να είναι το σωστό για εσάς».
Ο Kiwy μπόρεσε να εντοπίσει 2500 πιθανούς εξαιρετικά ψυχρούς καφέ νάνους και ανακάλυψε ότι 34 από αυτούς συνδυάστηκαν είτε με αστέρια μικρής μάζας είτε με λευκούς νάνους. Το τελευταίο είναι αστρικά υπολείμματα που μένουν πίσω όταν άστρα όπως ο Ήλιος τελειώνουν από υδρογόνο για πυρηνική σύντηξη.
Ισχυρά αρχεία
«Είναι αξιοσημείωτο το γεγονός ότι τα σύγχρονα αρχεία δεδομένων είναι τόσο ισχυρά που μπορούν να επιτρέψουν σε επαγγελματίες αστρονόμους –ακόμη και ενθουσιώδεις ερασιτέχνες– να κάνουν μεγάλες ανακαλύψεις, χωρίς να χρειάζεται ποτέ να πάνε σε τηλεσκόπιο», πρόσθεσε ο Meisner.
Παρατηρώντας τον καιρό στους καφέ νάνους, το ισχυρό λέιζερ βάζει την ύλη σε ακραίες συνθήκες
Από αυτές τις νέες ανακαλύψεις και περαιτέρω έρευνα, ο Meisner ελπίζει να κατηγοριοποιήσει καλύτερα τους καφέ νάνους. Ο στόχος είναι να εξακριβωθεί εάν μοιάζουν περισσότερο με υπερμεγέθεις πλανήτες ή εάν είναι πιο κοντά στη φύση τους σε αστέρια μικρού μεγέθους. Οι επιστήμονες των πολιτών φαίνονται έτοιμοι να συνεχίσουν να παίζουν ρόλο σε αυτή την έρευνα.
"Θα χρησιμοποιήσουμε μερικά από τα κορυφαία τηλεσκόπια της Γης για να συλλέξουμε πιο λεπτομερείς πληροφορίες σχετικά με αυτά τα δυαδικά αρχεία που ανακαλύφθηκαν πρόσφατα", είπε ο Meisner. «Υποψιαζόμαστε επίσης ότι υπάρχουν ακόμη περισσότερες από αυτές τις ανακαλύψεις που περιμένουν να αποκαλυφθούν στα υπάρχοντα αρχεία αστρονομικών δεδομένων – μπορεί ακόμη και να ξεκινήσουμε ένα νέο πρόγραμμα επιστήμης των πολιτών αφιερωμένο στην εύρεση τους!»
