Nieuw onderzoek heeft 34 nieuwe dubbelstersystemen blootgelegd waarin sterren met een lage massa samenwerken met een zogenaamde ‘mislukte ster’ of bruine dwerg. De ontdekkingen verdubbelen bijna het aantal bekende systemen en kunnen astronomen helpen beter te begrijpen waar de scheidslijn tussen planeten en sterren ligt.
Een belangrijke speler in het onderzoek was burgerwetenschapper Frank Kiwy, die deel uitmaakt van het publieke project Achtertuinwerelden: Planeet 9. Hij doorzocht de 4 miljard hemellichamen in NOIRLab's Source Catalog DR2 om binaire systemen met bruine dwergen te vinden.
“Onze nieuwe ontdekkingen vormen een uniek deel van de populatie van bruine dwergen”, zegt NOIRLAb-astronoom en mede-oprichter van Backyard Worlds, Aäron Meisner vertelde Fysische wereld. “Dit zal wetenschappers helpen begrijpen of deze mysterieuze hemellichamen meer lijken op Jupiter-achtige extra grote planeten of eerder op ondermaatse sterren.”
Meisner prees de bijdrage van de burgerwetenschapper die centraal staat in het onderzoek, die wordt beschreven in een artikel in het tijdschrift The Astronomical Journal. “Een uiterst getalenteerde burgerwetenschapper genaamd Frank Kiwy voerde in zijn eentje alle datamining uit en leidde vervolgens een team van professionele astronomen om de ontdekkingen te publiceren.”
Moeilijk te herkennen ‘mislukte sterren’
In termen van hun massa vallen bruine dwergen tussen planeten en sterren. NASA definieert momenteel het massabereik van bruine dwergen als 15-75 keer de massa van Jupiter, die zelf ongeveer 0.1% van de massa van de zon is. Als gevolg hiervan missen bruine dwergen de massa om de kernfusie van waterstof in hun kernen op gang te brengen, zodat ze meer op verkoelende sintels lijken dan op verblindende sterren. Dit gebrek aan significante stralingsopbrengst, in combinatie met hun kleine formaat, maakt bruine dwergen moeilijk waar te nemen.
‘Bruine dwergen zijn klein, intrinsiek zwak en zenden grotendeels infrarood licht uit’, legt Meisner uit. “Al deze factoren zorgen er samen voor dat ze zowel moeilijk te detecteren als gemakkelijk te missen zijn.” Hij wijst er echter op dat “het grote hemelgebied en de uitstekende gevoeligheid op rode golflengten, geleverd door de NOIRLab Source Catalog, van cruciaal belang waren bij het mogelijk maken van deze nieuwe ontdekkingen”.
Sinds de eerste ontdekking van een bruine dwerg, genaamd Teide 1, in 1995, hebben astronomen duizenden bruine dwergen ontdekt met behulp van zeer gevoelige telescopen. Maar slechts een klein percentage hiervan bevond zich in binaire systemen.
“We weten nog niet met veel nauwkeurigheid hoe vaak bruine dwergen metgezellen zijn voor sterren”, zegt Meisner. "Het is bekend dat bruine dwergatmosfeer moleculen zoals water herbergen en essentiële laboratoria zijn die unieke inzichten bieden in de planetaire atmosfeer, dus het is van cruciaal belang om meer voorbeelden van deze intrigerende systemen te vinden."
Supergebruikers van burgerwetenschap
Om op bruine dwergen te jagen, heeft Backyard Worlds: Planet 9 een netwerk van meer dan 100,000 burgervrijwilligers in dienst om telescoopbeelden te scannen. Deze mensen gebruiken hun ogen om in gegevens te zoeken naar functies die machine learning en supercomputers mogelijk over het hoofd zien.
Tot de vrijwilligers behoren honderden ‘superusers’, die aan ambitieuze en zelfgestuurde projecten werken en Kiwy is een van deze superusers.
“Ik ben dol op het Backyard Worlds: Planet 9-project! Zodra je de reguliere workflow onder de knie hebt, kun je veel dieper in het onderwerp duiken”, zegt Kiwy in een verklaring van NOIRLAb. “Als je nieuwsgierig bent en niet bang bent om iets nieuws te leren, dan is dit misschien iets voor jou.”
Kiwy kon 2500 potentiële ultrakoele bruine dwergen spotten en ontdekte dat 34 hiervan gepaard gingen met sterren met een lage massa of witte dwergen. Dit laatste zijn stellaire overblijfselen die achterblijven als sterren zoals de zon geen waterstof meer hebben voor kernfusie.
Krachtige archieven
“Het is opmerkelijk dat moderne data-archieven zo krachtig zijn dat ze professionele astronomen – en zelfs enthousiaste amateurs – in staat kunnen stellen grote ontdekkingen te doen, zonder ooit naar een telescoop te hoeven gaan,” voegde Meisner eraan toe.
Door het weer op bruine dwergen te observeren, brengt een krachtige laser materie onder extreme omstandigheden
Met deze nieuwe ontdekkingen en verder onderzoek hoopt Meisner bruine dwergen beter te kunnen categoriseren. Het doel is om vast te stellen of ze meer op te grote planeten lijken, of dat ze qua aard dichter bij ondermaatse sterren staan. Burgerwetenschappers lijken een rol te blijven spelen in dit onderzoek.
“We zullen enkele van de beste telescopen van de aarde gebruiken om meer gedetailleerde informatie te verzamelen over deze nieuw ontdekte dubbelsterren,” zei Meisner. “We vermoeden ook dat er nog meer van deze ontdekkingen wachten om ontdekt te worden in bestaande astronomische data-archieven – we zouden zelfs een nieuw burgerwetenschappelijk project kunnen lanceren dat zich richt op het vinden ervan!”
