Científicos aficionados descubren docenas de nuevos vecinos cósmicos en datos de la NASA.

Nunca habíamos conocido a algunos de los vecinos más cercanos del Sol hasta ahora. En un nuevo estudio, algunos astrónomos han informado del descubrimiento de 95 objetos conocidos como enanas marrones, muchos a unas pocas docenas de años luz del Sol. Están bien fuera del Sistema Solar, por lo que no experimentan el calor del Sol, pero aún habitan en una región que los astrónomos consideran nuestro vecindario cósmico. Esta colección representa algunos de los ejemplos más fríos conocidos de estos objetos, que se encuentran entre los tamaños de planetas y estrellas.


En esta representación artística, el pequeño orbe blanco representa a la enana blanca (un remanente de una estrella parecida al Sol muerta hace mucho tiempo), mientras que el objeto en primer plano rojizo es la compañera enana marrón recién descubierta, confirmada por el Telescopio Espacial Spitzer de la NASA. Esta débil enana marrón fue pasada por alto anteriormente hasta que fue descubierta por científicos ciudadanos que trabajaban con Backyard Worlds: Planet 9, un proyecto de ciencia ciudadana financiado por la NASA. Créditos: NOIRLab/NSF/AURA/P. Marenfeld/Acknowledgement: William Pendrill

Algunos ciudadanos ayudaron a realizar estos descubrimientos a través de Backyard Worlds: Planet 9, un proyecto de ciencia para aficionados financiado por la NASA, que es una colaboración entre voluntarios y científicos profesionales. Backyard Worlds incorpora datos del satélite NEOWISE (Explorador de estudios infrarrojos de campo amplio de objetos cercanos a la Tierra, por sus siglas en inglés) junto con observaciones de todo el cielo recopiladas entre 2010 y 2011 bajo su nombre anterior, WISE. Los datos del telescopio espacial Spitzer retirado de la NASA y las instalaciones del NOIRLab de la Fundación Nacional de Ciencias también fueron fundamentales en el análisis.

“Vastos conjuntos de datos modernos pueden desbloquear descubrimientos históricos, y es emocionante que estos puedan ser detectados primero por astrónomos aficionados”, dijo Aaron Meisner, científico asistente del NOIRLab de NSF y autor principal del estudio que describe las enanas marrones. “Estos descubrimientos de Backyard Worlds muestran que los ciudadanos pueden desempeñar un papel importante en la remodelación de nuestra comprensión científica de nuestro vecindario solar”.

Por qué estas enanas marrones son importantes

Las enanas marrones no son lo suficientemente masivas para alimentarse como estrellas, pero son muchas veces más pesadas que los planetas. A pesar de su nombre, las enanas marrones parecerían magenta o rojo anaranjado al ojo humano si se las ve de cerca. Si bien las enanas marrones pueden ser extremadamente calientes, incluso miles de grados Fahrenheit, muchas de las recién descubiertas son más frías que el punto de ebullición del agua. Algunas incluso se acercan a la temperatura de la Tierra y son lo suficientemente frías como para albergar nubes de agua.

Las enanas marrones con bajas temperaturas también tienen un diámetro pequeño y, por lo tanto, son débiles a la luz visible. Aun así, emiten calor en forma de luz infrarroja, que es invisible para el ojo humano pero detectable por telescopios como NEOWISE y Spitzer. Para las enanas marrones frías como las de este estudio, la señal infrarroja también es débil, por lo que es más fácil encontrarlas cuanto más cerca estén de nuestro Sistema Solar.

Descubrir y caracterizar objetos astronómicos cerca del Sol es fundamental para comprender nuestro lugar y la historia del universo. Con sus temperaturas relativamente frías, estas enanas marrones recién descubiertas representan un eslabón perdido buscado durante mucho tiempo dentro de la población de enanas marrones.

En 2014, los científicos descubrieron la enana marrón más fría conocida, llamada WISE 0855, utilizando datos de la misión WISE de la NASA en luz infrarroja. WISE 0855 es aproximadamente -10º Fahrenheit, o -23º Celsius. Ninguna otra enana marrón se acercó a la baja temperatura de este objeto. Algunos investigadores se preguntaron si 0855 era, en realidad, un exoplaneta rebelde, un planeta que se originó en un sistema estelar pero fue expulsado de su órbita. Este nuevo lote de enanas marrones, junto con otros recientemente descubiertos usando NEOWISE y Spitzer, pone a 0855 en contexto.

“Nuestros nuevos descubrimientos ayudan a conectar los puntos entre 0855 y las otras enanas marrones conocidas”, dijo el astrofísico Marc Kuchner, investigador principal de Backyard Worlds y Oficial de Ciencia del Ciudadano de la Dirección de Misiones Científicas de la NASA. Kuchner también es astrofísico en el Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA en Greenbelt, Maryland.

Dado que los mismos procesos físicos pueden formar planetas y enanas marrones, los nuevos hallazgos ofrecen perspectivas para la investigación de mundos más allá de nuestro Sistema Solar.

“Este artículo es evidencia de que el vecindario solar es todavía un territorio inexplorado y los astrónomos aficionados son excelentes cartógrafos astronómicos”, dijo la coautora Jackie Faherty del Museo Americano de Historia Natural en Nueva York. “El mapeo de las enanas marrones más frías hasta las masas más bajas nos brinda información clave sobre el proceso de formación de estrellas de baja masa, al tiempo que proporciona una lista de objetivos para estudios detallados de las atmósferas de los análogos de Júpiter”.

Cómo colaboraron los científicos profesionales y los científicos aficionados

Para ayudar a encontrar los vecinos más cercanos y fríos de nuestro Sol, los astrónomos profesionales del proyecto Backyard Worlds recurrieron a una red mundial de más de 100.000 astrónomos aficionados. Estos voluntarios inspeccionan diligentemente billones de píxeles de imágenes de telescopios para identificar los movimientos sutiles de las enanas marrones. A pesar de las capacidades del aprendizaje automático y las supercomputadoras, no hay sustituto para el ojo humano cuando se trata de rastrear imágenes de telescopios en busca de objetos en movimiento. Para este nuevo grupo de enanas marrones, 20 científicos aficionados de 10 países diferentes figuran como coautores del estudio.

“Dado que este será el primer artículo científico del que soy coautor, su publicación definitivamente será lo más destacado de trabajar con Backyard Worlds hasta ahora”, dijo Les Hamlet, un científico aficionado de Springfield, Missouri, que ha trabajado en Backyard Worlds desde 2017. “Además, estar conectado de alguna manera con el Telescopio Espacial Spitzer, ahora retirado, a través de este artículo es algo especial para mí”.

Los voluntarios de Backyard Worlds examinan principalmente los mapas del cielo producidos a partir de las observaciones de WISE y NEOWISE. Luego, los participantes revisan conjuntos de datos de archivo adicionales, como los del Telescopio Nicholas U. Mayall de 4m en el Observatorio Nacional Kitt Peak y el Telescopio Víctor M. Blanco de 4m en el Observatorio Interamericano Cerro Tololo, programas del NOIRLab de NSF. Spitzer, que la NASA retiró en enero de 2020, proporcionó las estimaciones cruciales de temperatura de la enana marrón. Los resultados se publicarán en The Astrophysical Journal.

Los voluntarios de Backyard Worlds ya han descubierto más de 1.500 mundos fríos cerca del Sol. El nuevo descubrimiento de 95 enanas marrones es la muestra publicada más grande de estos objetos jamás descubierta a través de un proyecto de ciencia aficionada.

Junto con los dedicados esfuerzos de los voluntarios de Backyard Worlds, la plataforma científica Astro Data Lab de NOIRLab fue fundamental en esta investigación.

El enfoque del proyecto Backyard Worlds, que busca objetos raros en grandes conjuntos de datos, es también uno de los objetivos del Observatorio Vera C. Rubin, una instalación de NSF / Departamento de Energía que se encuentra actualmente en construcción en Cerro Pachón, en el desierto de Atacama, en Chile. El Observatorio Rubin tomará imágenes de todo el cielo del sur cada tres noches durante 10 años, proporcionando una gran cantidad de datos que permitirán nuevas formas de hacer investigación astrofísica.

Los nuevos descubrimientos de Backyard Worlds también subrayan el legado pionero de Spitzer de revelar a los vecinos más geniales del Sol. El próximo telescopio espacial James Webb de la NASA, también será una poderosa herramienta para examinar las enanas marrones, para obtener más información sobre estos misteriosos objetos y lo que pueden revelar sobre la formación de planetas y sus atmósferas.

Acerca de Backyard Worlds: Planet 9

El proyecto Backyard Worlds: Planet 9, financiado por la NASA, permite que cualquiera se una a la búsqueda para encontrar más objetos misteriosos en los datos de la nave espacial. Compruébalo en backyardworlds.org.