Nghiên cứu mới đã phát hiện ra 34 hệ thống sao đôi mới trong đó các ngôi sao có khối lượng thấp hợp tác với cái gọi là “ngôi sao thất bại” hay sao lùn nâu. Những khám phá gần như tăng gấp đôi số lượng các hệ thống đã biết và có thể giúp các nhà thiên văn học hiểu rõ hơn về đường phân chia giữa các hành tinh và các ngôi sao.
Người đóng vai trò quan trọng trong nghiên cứu là nhà khoa học công dân Frank Kiwy, một phần của dự án công cộng Thế giới sân sau: Hành tinh 9. Ông đã tìm kiếm trong 4 tỷ thiên thể trong NOIRLab's Danh mục nguồn DR2 để tìm các hệ thống nhị phân có các sao lùn nâu.
Nhà thiên văn học NOIRLab và đồng sáng lập của Backyard Worlds cho biết: “Những khám phá mới của chúng tôi bổ sung cho một phần độc đáo của quần thể đồng hành lùn nâu. Aaron Meisner nói với Thế giới Vật lý. “Điều này sẽ giúp các nhà khoa học hiểu liệu những thiên thể bí ẩn này giống với các hành tinh quá khổ giống sao Mộc hay những ngôi sao có kích thước nhỏ hơn”.
Meisner ca ngợi sự đóng góp của nhà khoa học công dân ở trung tâm của nghiên cứu, được mô tả trong một bài báo trên tạp chí Tạp chí Thiên văn. “Một nhà khoa học công dân cực kỳ tài năng tên là Frank Kiwy đã một tay thực hiện tất cả việc khai thác dữ liệu, sau đó lãnh đạo một nhóm các nhà thiên văn học chuyên nghiệp công bố những khám phá.”
Khó phát hiện những “ngôi sao thất bại”
Xét về khối lượng, các sao lùn nâu nằm giữa các hành tinh và các ngôi sao. NASA hiện định nghĩa phạm vi khối lượng của các sao lùn nâu là gấp 15–75 lần khối lượng của Sao Mộc, bản thân khối lượng này bằng khoảng 0.1% khối lượng của Mặt trời. Kết quả là, các sao lùn nâu thiếu khối lượng để bắt đầu phản ứng tổng hợp hạt nhân hydro trong lõi của chúng, vì vậy chúng giống như than hồng nguội lạnh hơn là những ngôi sao chói lọi. Việc thiếu bức xạ phát ra đáng kể, cùng với kích thước nhỏ của chúng, khiến các sao lùn nâu khó quan sát.
Meisner giải thích: “Các sao lùn nâu nhỏ, mờ về bản chất và phát ra phần lớn ánh sáng hồng ngoại. “Tất cả những yếu tố này kết hợp với nhau khiến chúng vừa khó bị phát hiện vừa dễ bị bỏ sót”. Tuy nhiên, ông chỉ ra rằng, “Khu vực bầu trời rộng lớn và độ nhạy tuyệt vời ở các bước sóng đỏ do Danh mục nguồn NOIRLab cung cấp là chìa khóa giúp tạo ra những khám phá mới này”.
Kể từ lần phát hiện đầu tiên về một sao lùn nâu, được gọi là Teide 1, vào năm 1995, các nhà thiên văn học đã phát hiện ra hàng nghìn sao lùn nâu bằng cách sử dụng kính thiên văn có độ nhạy cao. Nhưng chỉ một tỷ lệ nhỏ trong số này là trong các hệ thống nhị phân.
Meisner nói: “Chúng tôi vẫn chưa biết chính xác mức độ phổ biến của sao lùn nâu đồng hành với các ngôi sao. “Các bầu khí quyển của sao lùn nâu được biết đến là nơi chứa các phân tử như nước và là những phòng thí nghiệm thiết yếu cung cấp những hiểu biết độc đáo về bầu khí quyển của các hành tinh, vì vậy điều quan trọng là phải tìm thêm ví dụ về các hệ thống hấp dẫn này.”
Siêu người dùng khoa học công dân
Để săn sao lùn nâu, Backyard Worlds: Planet 9 sử dụng mạng lưới hơn 100,000 công dân tình nguyện để quét hình ảnh từ kính thiên văn. Những người này sử dụng mắt của họ để tìm kiếm dữ liệu cho các tính năng mà máy học và siêu máy tính có thể bỏ lỡ.
Các tình nguyện viên bao gồm hàng trăm “siêu người dùng”, những người làm việc trong các dự án đầy tham vọng và tự định hướng và Kiwy là một trong những người dùng siêu hạng này.
“Tôi thích dự án Backyard Worlds: Planet 9! Kiwy cho biết trong một tuyên bố từ NOIRLab. “Nếu bạn là người tò mò và không ngại học hỏi điều gì mới, đây có thể là điều phù hợp với bạn.”
Kiwy đã có thể phát hiện ra 2500 sao lùn nâu siêu lạnh tiềm năng và phát hiện ra rằng 34 trong số này được ghép với các ngôi sao có khối lượng thấp hoặc sao lùn trắng. Cái sau là tàn dư của sao bị bỏ lại khi các ngôi sao như Mặt trời cạn kiệt hydro cho phản ứng tổng hợp hạt nhân.
Kho lưu trữ mạnh mẽ
Meisner nói thêm: “Điều đáng chú ý là các kho lưu trữ dữ liệu hiện đại mạnh đến mức chúng có thể cho phép các nhà thiên văn học chuyên nghiệp – và thậm chí cả những người nghiệp dư đầy nhiệt huyết – thực hiện những khám phá quan trọng mà không cần đến kính thiên văn,” Meisner nói thêm.
Quan sát thời tiết trên sao lùn nâu, tia laser cực mạnh đặt vật chất trong điều kiện khắc nghiệt
Từ những khám phá mới này và nghiên cứu sâu hơn, Meisner hy vọng sẽ phân loại tốt hơn các sao lùn nâu. Mục tiêu là xác định xem chúng giống các hành tinh ngoại cỡ hơn hay chúng có bản chất gần với các ngôi sao nhỏ hơn. Các nhà khoa học công dân có vẻ sẽ tiếp tục đóng một vai trò trong cuộc điều tra này.
“Chúng tôi sẽ sử dụng một số kính viễn vọng hàng đầu của Trái đất để thu thập thông tin chi tiết hơn về các nhị phân mới được phát hiện này,” Meisner nói. “Chúng tôi cũng nghi ngờ rằng có nhiều khám phá như vậy vẫn đang chờ được khám phá trong kho lưu trữ dữ liệu thiên văn hiện có – thậm chí chúng tôi có thể khởi động một dự án khoa học công dân mới chuyên tìm kiếm chúng!”
