noirlab2020es — Comunicado científico

Descubren 100 Enanas Marrón Cerca del Sol

Científicos ciudadanos y las instalaciones de AURA y NOIRLab fueron claves para descubrir alrededor de 100 enanas marrones frías cercanas

18 Agosto 2020

Un equipo de astrónomos con la ayuda de un grupo de científicos ciudadanos, y observaciones realizadas desde Cerro Tololo y Kitt Peak, descubrieron recientemente alrededor de 100 enanas marrones cerca del Sol. Se trata de objetos fríos más masivos que los planetas, pero más pequeños que las estrellas, algunos de los cuales se acercan a la temperatura de la Tierra, es decir, son lo suficientemente fríos como para albergar nubes de agua.

Descubrir y caracterizar objetos astronómicos cerca del Sol es fundamental para comprender nuestro lugar y entender la historia del Universo. Sin embargo, los astrónomos aún están descubriendo nuevos residentes del vecindario Solar. Hoy se anunció un avance notable con el descubrimiento de aproximadamente 100 enanas marrones frías cerca del Sol [1]. Los nuevos descubrimientos del proyecto de ciencia ciudadana Backyard Worlds: Planet 9 cierran una brecha vacía en el rango de enanas marrones de baja temperatura, identificando un eslabón perdido largamente buscado dentro de la población de enanas marrones.

Las enanas marrones se encuentran en algún lugar entre los planetas más masivos y las estrellas más pequeñas. Al carecer de la masa necesaria para sostener las reacciones nucleares en su núcleo, las enanas marrones se parecen a las brasas que se enfrían. Su baja masa, baja temperatura y la falta de reacciones nucleares internas los hacen extremadamente tenues y, por lo tanto, extremadamente difíciles de detectar. Debido a esto, al buscar las enanas marrones más frías, los astrónomos sólo pueden esperar detectar estos objetos relativamente cerca del Sol.

Este nuevo descubrimiento fue posible gracias a los datos de archivo del Telescopio Víctor M. Blanco de 4 metros de Cerro Tololo (CTIO), y el Telescopio Nicholas U. Mayall de 4 metros en el Observatorio Nacional Kitt Peak (KPNO) , que estuvieron disponibles a través del Centro Comunitario de Ciencia y Datos (CSDC), todos ellos programas del Observatorio AURA y NOIRLab de NSF. De este modo, una enorme cantidad de datos de investigación estuvieron disponibles para los voluntarios de Backyard Worlds, mediante la plataforma científica Astro Data Lab de NOIRLab. Los resultados, que se publicarán en The Astrophysical Journal, demuestran el papel cada vez más grande de los estudios e investigación de archivos de datos en la astronomía actual.

"Estos extraordinarios mundos ofrecen la oportunidad de obtener nuevos conocimientos sobre la formación y las atmósferas de los planetas más allá del Sistema Solar", comentó Aaron Meisner de NOIRLab de la Fundación Nacional de Ciencias de Estados Unidos y autor principal del artículo de investigación. "Esta colección de enanas marrones frías también nos permite estimar con precisión el número de mundos que flotan libremente en el espacio interestelar cerca del Sol".

Por su parte, el astrónomo de Cerro Tololo César Briceño desde Chile destacó que “proyectos como este muestran las sinergias posibles entre científicos y público. Con herramientas adecuadas, la investigación científica y la emoción del descubrimiento puede estar al alcance de todos”.

Para ayudar a encontrar a los vecinos más cercanos y fríos de nuestro Sol, los astrónomos del proyecto Backyard Worlds recurrieron a una red mundial de más de 100 mil científicos ciudadanos [2]. Estos voluntarios inspeccionan diligentemente trillones de pixeles de imágenes de telescopios para identificar los movimientos sutiles de las enanas marrones y los planetas. A pesar de las capacidades del llamado aprendizaje automático (machine learning) y de las supercomputadoras, no hay sustituto para el ojo humano cuando se trata de rastrear imágenes de telescopios en busca de objetos en movimiento.

Los agudos ojos de los voluntarios de Backyard Worlds ya han descubierto más de 1.500 mundos fríos cerca del Sol, y el artículo de hoy presenta aproximadamente 100 de los más fríos de esa muestra.

Según Meisner, este es un récord para cualquier programa de ciencia ciudadana por un factor de aproximadamente 20 y, además, 20 científicos ciudadanos figuran como coautores del estudio. Un puñado de estos mundos fríos, que se encuentran entre las enanas marrones más frías conocidas, se acercan a la temperatura de la Tierra. El telescopio espacial Spitzer de la NASA proporcionó las estimaciones de temperatura de la enana marrón [3].

Se cree que las enanas marrones se enfrían a medida que envejecen, pasando de temperaturas casi estelares a temperaturas planetarias e incluso inferiores, descendiendo todo el tiempo hasta desaparecer, eventualmente. Los nuevos descubrimientos dan fe de esta imagen al descubrir ejemplos esquivos de enanas marrones que se acercan a la temperatura de la Tierra.

“Este artículo es evidencia de que el vecindario solar es todavía un territorio inexplorado y los científicos ciudadanos son excelentes cartógrafos astronómicos”, dijo la coautora Jackie Faherty del Museo Americano de Historia Natural. "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".

El científico ciudadano, usuario de Astro Data Lab y coautor del artículo, Jim Walla, expresó emocionado: "Es increíble saber que nuestros descubrimientos ahora se cuentan entre los vecinos del Sol y serán objeto de más investigaciones".

Junto con los dedicados esfuerzos de los voluntarios de Backyard Worlds, el Astro Data Lab de NOIRLab fue fundamental en esta investigación. La carga técnica de descargar catálogos astronómicos de miles de millones de objetos suele ser abrumadora para los investigadores individuales, incluidos la mayoría de los astrónomos profesionales. "El portal web abierto y accesible de Astro Data Lab permitió a los científicos ciudadanos de Backyard Worlds consultar fácilmente catálogos masivos de candidatos a enanas marrones", explicó la astrónoma de NOIRLab Stephanie Juneau, quien ayudó a presentar a los científicos ciudadanos a Astro Data Lab.

Astro Data Lab también permite una combinación conveniente entre conjuntos de datos de los telescopios NOIRLab e instalaciones externas, como el satélite WISE de la NASA, que contribuyeron conjuntamente a estos descubrimientos de enanas marrones.

Además de la colaboración de Astro Data Lab que hizo accesibles los datos para la colaboración de los científicos ciudadanos de Backyard Worlds, los archivos de observaciones de telescopios en otros dos programas de NOIRLab, Cerro Tololo y Kitt Peak, también fueron clave para este descubrimiento.

"Las imágenes de amplio campo de los telescopios Mayall y Blanco, en Cerro Tololo, también fueron críticas. Para seleccionar solo las enanas marrones más frías, inspeccionamos imágenes profundas de una variedad de estudios astronómicos”, explicó Aaron Meisner.

Por su parte, Chris Davis de la Fundación Nacional de Ciencias de Estados Unidos, la agencia americana que apoya las operaciones en los observatorios Kitt Peak y Cerro Tololo y en la CSDC dijo que “es genial ver resultados tan emocionantes producto de los esfuerzos de NOIRLab para ampliar la participación en la investigación astronómica".

"Al hacer que los datos de archivo de los telescopios Mayall y Blanco de NSF estén disponibles públicamente y sean fácilmente accesibles a través de CSDC, las personas con una fascinación por la astronomía pueden hacer una contribución real a la ciencia y a nuestra comprensión del Universo", agregó Davis. El enfoque del proyecto Backyard Worlds - la búsqueda de objetos raros en grandes conjuntos de datos - es también uno de los objetivos del próximo Observatorio Vera C. Rubin [4].

Actualmente en construcción en Cerro Pachón en los Andes chilenos, el Observatorio Rubin tomará imágenes del cielo visible desde el hemisferio Sur cada tres noches durante diez años, proporcionando una gran cantidad de datos que permitirán nuevas formas de hacer investigación astrofísica.

"Vastos conjuntos de datos modernos pueden desbloquear descubrimientos históricos, y es emocionante que estos puedan ser detectados primero por un científico ciudadano", comentó Aaron Meisner. "Estos descubrimientos de Backyard Worlds muestran que los miembros del público pueden desempeñar un papel importante en la remodelación de nuestra comprensión científica de nuestro vecindario solar", concluyó.

Notas

[1] El más cercano de estos nuevos descubrimientos está aproximadamente a 23 años luz de distancia del Sol. Muchas más de estas enanas marrones se encuentran en el rango de distancias de 30 a 60 años luz.

[2] Backyard Worlds: Planet 9 está alojado en Zooniverse.

[3] El Observatorio Keck, el Observatorio Mont Mégantic y el Observatorio Las Campanas de la Carnegie Institution for Science también proporcionaron observaciones complementarias de seguimiento.

[4] El Observatorio Rubin y el Departamento de Energía (DOE) Legacy Survey of Space and Time Camera son operados por NOIRLab de NSF y SLAC National Accelerator Laboratory (SLAC).

Más Información

Esta investigación se presentó en el artículo Spitzer Follow-up of Extremely Cold Brown Dwarfs Discovered by the Backyard Worlds: Planet 9 Citizen Science Project que aparecerá en The Astrophysical Journal.

El equipo está compuesto por (NSF’s NOIRLab), Jacqueline K. Faherty (Departmento de Astrofisicas, American Museum of Natural History), J. Davy Kirkpatrick (IPAC, California Institute of Technology), Adam C. Schneider (School of Earth and Space Exploration, Arizona State University), Dan Caselden (Gigamon Applied Threat Research), Jonathan Gagné (Institute for Research on Exoplanets, Université de Montréal), Marc J. Kuchner (NASA Goddard Space Flight Center), Adam J. Burgasser (Center for Astrophysics and Space Science, University of California San Diego), Sarah L. Casewell (Department of Physics and Astronomy, University of Leicester), John H. Debes (ESA for AURA, Space Telescope Science Institute), Étienne Artigau (Institute for Research on Exoplanets, Université de Montréal), Daniella C. Bardalez Gagliuffi (Department of Astrophysics, American Museum of Natural History), Sarah E. Logsdon (NSF’s NOIRLab), Rocio Kiman (Department of Astrophysics, American Museum of Natural History & Department of Physics, City University of New York), Katelyn Allers (Physics and Astronomy Department, Bucknell University), Chih-chun Hsu (Center for Astrophysics and Space Science, University of California San Diego), John P. Wisniewski (Homer L. Dodge Department of Physics and Astronomy, University of Oklahoma), Michaela B. Allen (NASA Goddard Space Flight Center), Paul Beaulieu (Backyard Worlds: Planet 9), Guillaume Colin (Backyard Worlds: Planet 9), Hugo A. Durantini Luca (IATE-OAC, Universidad Nacional de Córdoba-CONICET), Sam Goodman (Backyard Worlds: Planet 9), Léopold Gramaize (Backyard Worlds: Planet 9), Leslie K. Hamlet (Backyard Worlds: Planet 9), Ken Hinckley (Backyard Worlds: Planet 9), Frank Kiwy (Backyard Worlds: Planet 9), David W. Martin (Backyard Worlds: Planet 9), William Pendrill (Backyard Worlds: Planet 9), Austin Rothermich (Physics Department, University Of Central Florida), Arttu Sainio (Backyard Worlds: Planet 9), Jörg Schümann (Backyard Worlds: Planet 9), Nikolaj Stevnbak Andersen (Backyard Worlds: Planet 9), Christopher Tanner (Backyard Worlds: Planet 9), Vinod Thakur (Backyard Worlds: Planet 9), Melina Thévenot (Backyard Worlds: Planet 9), Jim Walla (Backyard Worlds: Planet 9), Zbigniew Wedracki (Backyard Worlds: Planet 9), Christian Aganze (Center for Astrophysics and Space Science, University of California San Diego), Roman Gerasimov (Center for Astrophysics and Space Science, University of California San Diego), Christopher Theissen (Center for Astrophysics and Space Science, University of California San Diego), y The Backyard Worlds: Planet 9 Collaboration.

NOIRLab de NSF (Laboratorio Nacional de Investigación en Astronomía Óptica-Infrarroja de NSF), el centro de EE. UU. para la astronomía óptica-infrarroja en tierra, opera el Observatorio internacional Gemini (una instalación de NSF, NRC–Canada, ANID–Chile, MCTIC–Brasil, MINCyT–Argentina y KASI – República de Corea), el Observatorio Nacional Kitt Peak (KPNO), el Observatorio Interamericano Cerro Tololo (CTIO), el Centro de Datos para la Comunidad Científica (CSDC) y el Observatorio Vera C. Rubin (en cooperación con SLAC National Accelerator Laboratory del DOE). Está administrado por la Asociación de Universidades para la Investigación en Astronomía (AURA) en virtud de un acuerdo de cooperación con NSF y tiene su sede en Tucson, Arizona. La comunidad astronómica tiene el honor de tener la oportunidad de realizar investigaciones astronómicas en Iolkam Du’ag (Kitt Peak) en Arizona, en Maunakea, en Hawai, y en Cerro Tololo y Cerro Pachón en Chile. Reconocemos y apreciamos el importante rol cultural y la veneración que estos sitios tienen para la Nación Tohono O’odham, para la comunidad nativa de Hawai y para las comunidades locales en Chile, respectivamente.