Una nuova ricerca ha scoperto 34 nuovi sistemi di stelle binarie in cui stelle di piccola massa si alleano con una cosiddetta "stella fallita" o nana bruna. Le scoperte quasi raddoppiano il numero di sistemi conosciuti e potrebbero aiutare gli astronomi a capire meglio dove si trova la linea di demarcazione tra pianeti e stelle.
Un attore chiave nella ricerca è stato il cittadino scienziato Frank Kiwy, che fa parte del progetto pubblico Mondi del cortile: pianeta 9. Ha cercato tra i 4 miliardi di oggetti celesti all'interno NOIRLab's Source Catalog DR2 per trovare sistemi binari con nane brune.
"Le nostre nuove scoperte riempiono una parte unica della popolazione compagna delle nane brune", astronomo NOIRLab e co-fondatore di Backyard Worlds, Aaron Meisner detto Mondo della fisica. “Questo aiuterà gli scienziati a capire se questi misteriosi oggetti celesti sono più simili a pianeti sovradimensionati simili a Giove o piuttosto a stelle sottodimensionate”.
Meisner ha elogiato il contributo del cittadino scienziato al centro dello studio, che è descritto in un articolo nel The Astronomical Journal. "Un cittadino scienziato estremamente talentuoso di nome Frank Kiwy ha eseguito da solo tutto il data mining, quindi ha guidato un team di astronomi professionisti per pubblicare le scoperte".
Difficile individuare le "stelle fallite"
In termini di massa, le nane brune cadono tra i pianeti e le stelle. La NASA attualmente definisce la gamma di massa delle nane brune come 15-75 volte la massa di Giove, che a sua volta è circa lo 0.1% della massa del Sole. Di conseguenza, le nane brune non hanno la massa per avviare la fusione nucleare dell'idrogeno nei loro nuclei, quindi assomigliano a braci che si raffreddano piuttosto che a stelle abbaglianti. Questa mancanza di una significativa emissione di radiazioni, unita alle loro piccole dimensioni, rende difficile l'osservazione delle nane brune.
"Le nane brune sono piccole, intrinsecamente deboli ed emettono principalmente luce infrarossa", spiega Meisner. "Tutti questi fattori si combinano per renderli difficili da rilevare e facili da perdere". Tuttavia, sottolinea che "l'ampia area di cielo e l'eccellente sensibilità alle lunghezze d'onda rosse fornite dal catalogo delle sorgenti NOIRLab sono state fondamentali per consentire queste nuove scoperte".
Dalla prima scoperta di una nana bruna, chiamata Teide 1, nel 1995, gli astronomi hanno scoperto migliaia di nane brune utilizzando telescopi altamente sensibili. Ma solo una piccola percentuale di questi sono stati nei sistemi binari.
"Non sappiamo ancora con molta precisione quanto siano comuni le nane brune compagne delle stelle", afferma Meisner. "È noto che le atmosfere delle nane brune ospitano molecole come l'acqua e sono laboratori essenziali che forniscono informazioni uniche sulle atmosfere planetarie, quindi è fondamentale trovare più esempi di questi intriganti sistemi".
Superutenti della scienza dei cittadini
Per dare la caccia alle nane brune, Backyard Worlds: Planet 9 impiega una rete di oltre 100,000 cittadini volontari per scansionare le immagini del telescopio. Queste persone usano i loro occhi per cercare nei dati funzionalità che potrebbero non essere rilevate dall'apprendimento automatico e dai supercomputer.
I volontari includono centinaia di “superutenti”, che lavorano su progetti ambiziosi e autodiretti e Kiwy è uno di questi superutenti.
“Adoro il progetto Backyard Worlds: Planet 9! Una volta padroneggiato il normale flusso di lavoro, puoi approfondire l'argomento", ha affermato Kiwy in una dichiarazione di NOIRLab. "Se sei una persona curiosa e non ha paura di imparare qualcosa di nuovo, questa potrebbe essere la cosa giusta per te."
Kiwy è stato in grado di individuare 2500 potenziali nane brune ultrafredde e ha scoperto che 34 di queste erano accoppiate con stelle di piccola massa o nane bianche. Questi ultimi sono i resti stellari che vengono lasciati indietro quando stelle come il Sole esauriscono l'idrogeno per la fusione nucleare.
Archivi potenti
"È straordinario che i moderni archivi di dati siano così potenti da consentire agli astronomi professionisti - e persino ai dilettanti entusiasti - di fare grandi scoperte, senza mai bisogno di andare a un telescopio", ha aggiunto Meisner.
Osservando il tempo sulle nane brune, un potente laser mette la materia in condizioni estreme
Da queste nuove scoperte e da ulteriori ricerche, Meisner spera di classificare meglio le nane brune. L'obiettivo è stabilire se sono più simili a pianeti sovradimensionati o se sono di natura più simile a stelle sottodimensionate. Gli scienziati cittadini sembrano destinati a continuare a svolgere un ruolo in questa indagine.
"Utilizzeremo alcuni dei migliori telescopi della Terra per raccogliere informazioni più dettagliate su questi binari scoperti di recente", ha affermato Meisner. "Sospettiamo anche che ci siano altre scoperte ancora in attesa di essere scoperte negli archivi di dati astronomici esistenti: potremmo persino lanciare un nuovo progetto di scienza dei cittadini dedicato a trovarle!"
