Nunca conhecemos alguns dos vizinhos mais próximos do Sol até agora. Em um novo estudo, os astrônomos relatam a descoberta de 95 objetos conhecidos como anãs marrons, muitos dentro de algumas dezenas de anos-luz do sol.
Eles estão bem fora do sistema solar, então não experimentam o calor do Sol, mas ainda habitam uma região que os astrônomos consideram nossa vizinhança cósmica. Esta coleção representa alguns dos exemplos mais frios conhecidos desses objetos, que estão entre os tamanhos de planetas e estrelas.
Membros do público ajudaram a fazer essas descobertas por meio do Backyard Worlds: Planet 9, um projeto de ciência cidadã financiado pela NASA que é uma colaboração entre voluntários e cientistas profissionais. Backyard Worlds incorpora dados do satélite Near-Earth Object Wide-Field Infrared Survey Explorer (NEOWISE) da NASA, juntamente com observações de todo o céu coletadas entre 2010 e 2011 sob seu apelido anterior, WISE. Dados do telescópio espacial Spitzer aposentado da NASA e das instalações do NOIRLab da National Science Foundation também foram fundamentais na análise.
“Vastos conjuntos de dados modernos podem desbloquear descobertas históricas, e é empolgante que elas possam ser detectadas primeiro por cientistas cidadãos”, disse Aaron Meisner, cientista assistente do NOIRLab da NSF e principal autor do estudo que descreve as anãs marrons. “Essas descobertas do Backyard Worlds mostram que os membros do público podem desempenhar um papel importante na reformulação de nossa compreensão científica de nossa vizinhança solar.”
Por que essas anãs marrons são importantes
As anãs marrons não têm massa suficiente para se alimentar como estrelas, mas ainda são muito mais pesadas que os planetas. Apesar de seu nome, as anãs marrons realmente apareceriam magenta ou laranja-avermelhadas ao olho humano se vistas de perto. Embora as anãs marrons possam ser extremamente quentes, até mesmo milhares de graus Fahrenheit, muitas das anãs recém-descobertas são mais frias do que o ponto de ebulição da água. Alguns até se aproximam da temperatura da Terra e são frios o suficiente para abrigar nuvens de água.
Anãs marrons com baixas temperaturas também têm diâmetro pequeno e, portanto, desmaiam na luz visível. Ainda assim, eles emitem calor na forma de luz infravermelha, que é invisível ao olho humano, mas detectável por telescópios como o NEOWISE e o Spitzer. Para anãs marrons frias como as deste estudo, o sinal infravermelho também é fraco, então eles são mais fáceis de encontrar quanto mais próximos estão de nosso sistema solar.
Descobrir e caracterizar objetos astronômicos próximos ao Sol é fundamental para nossa compreensão de nosso lugar e da história do universo. Com suas temperaturas relativamente baixas, essas anãs marrons recentemente descobertas representam um elo perdido há muito procurado dentro da população de anãs marrons.
Em 2014, os cientistas descobriram a anã marrom mais fria conhecida, chamada WISE 0855, usando dados da missão WISE da NASA em luz infravermelha. WISE 0855 tem cerca de menos 10 graus Fahrenheit ou menos 23 graus Celsius. Nenhuma outra anã marrom chegou perto da baixa temperatura deste objeto. Alguns pesquisadores se perguntaram se o 0855 era na verdade um exoplaneta invasor – um planeta que se originou em um sistema estelar, mas foi expulso de sua órbita. Este novo lote de anãs marrons, junto com outros recentemente descobertos usando NEOWISE e Spitzer, coloca 0855 no contexto.
“Nossas novas descobertas ajudam a conectar os pontos entre 0855 e as outras anãs marrons conhecidas”, disse o astrofísico Marc Kuchner, o principal investigador do Backyard Worlds e o Citizen Science Officer do Science Mission Directorate da NASA. Kuchner também é astrofísico no Goddard Space Flight Center da NASA em Greenbelt, Maryland.
Como os mesmos processos físicos podem formar planetas e anãs marrons, as novas descobertas oferecem perspectivas para pesquisas em mundos além do nosso sistema solar.
“Este artigo é uma evidência de que a vizinhança solar ainda é um território desconhecido e os cientistas cidadãos são excelentes cartógrafos astronômicos”, disse o co-autor Jackie Faherty, do Museu Americano de História Natural de Nova York. “Mapear as anãs marrons mais frias até as massas mais baixas nos dá insights importantes sobre o processo de formação de estrelas de baixa massa, enquanto fornece uma lista de alvos para estudos detalhados das atmosferas de análogos de Júpiter.”
Como cientistas profissionais e cientistas cidadãos colaboraram
Para ajudar a encontrar os vizinhos mais próximos e frios do nosso Sol, os astrônomos profissionais do projeto Backyard Worlds procuraram uma rede mundial de mais de 100.000 cientistas cidadãos. Esses voluntários inspecionam diligentemente trilhões de pixels de imagens do telescópio para identificar os movimentos sutis das anãs marrons. Apesar das habilidades do aprendizado de máquina e dos supercomputadores, não há substituto para o olho humano quando se trata de vasculhar as imagens do telescópio em busca de objetos em movimento. Para este novo grupo de anãs marrons, 20 cientistas cidadãos em 10 países diferentes estão listados como co-autores do estudo.
“Sendo este o primeiro artigo científico do qual sou co-autor, sua publicação será definitivamente o destaque do trabalho com Backyard Worlds até agora”, disse Les Hamlet, um cidadão cientista em Springfield, Missouri, que trabalhou em Backyard Worlds since 2017. “Além disso, estar conectado de alguma forma com o agora aposentado Spitzer Space Telescope por meio deste artigo é especial para mim.”
Os voluntários do Backyard Worlds examinam principalmente os mapas do céu produzidos a partir de observações do WISE e do NEOWISE. Os participantes então examinam conjuntos de dados de arquivo adicionais, como aqueles do Telescópio Nicholas U. Mayall de 4 metros no Observatório Nacional Kitt Peak e o Telescópio Víctor M. Blanco de 4 metros no Observatório Interamericano de Cerro Tololo, programas do NOIRLab da NSF. O Spitzer, que a NASA aposentou em janeiro de 2020, forneceu as estimativas cruciais de temperatura das anãs marrons. Os resultados serão publicados no The Astrophysical Journal.
Os voluntários do Backyard Worlds já descobriram mais de 1.500 mundos frios próximos ao sol. A nova descoberta de 95 anãs marrons é a maior amostra publicada desses objetos já descoberta por meio de um projeto de ciência cidadã.
Juntamente com os esforços dedicados dos voluntários do Backyard Worlds, a plataforma científica Astro Data Lab da NOIRLab foi fundamental para esta pesquisa.
A abordagem do projeto Backyard Worlds – em busca de objetos raros em grandes conjuntos de dados – também é uma das metas do Observatório Vera C. Rubin, uma instalação do NSF / Departamento de Energia atualmente em construção em Cerro Pachón, no deserto do Atacama, no Chile. O Observatório Rubin fará imagens de todo o céu do sul a cada três noites ao longo de 10 anos, fornecendo uma vasta quantidade de dados que permitirão novas maneiras de fazer pesquisas astrofísicas.
As novas descobertas do Backyard Worlds também destacam o legado pioneiro do Spitzer de revelar os vizinhos mais legais do Sol. O futuro telescópio espacial James Webb da NASA também será uma ferramenta poderosa para examinar anãs marrons para obter mais informações sobre esses objetos misteriosos e o que eles podem revelar sobre a formação de planetas e suas atmosferas.
Sobre Backyard Worlds: Planeta 9
O projeto Backyard Worlds: Planet 9 em andamento, financiado pela NASA, permite que qualquer pessoa junte-se à busca para encontrar mais objetos misteriosos em dados de naves espaciais. Confira em backyardworlds.org.
Publicado em 19/08/2020 07h17
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