Международный научный проект с участием добровольцев привел к неожиданному результату: гражданские исследователи помогли обнаружить огромное количество новых коричневых карликов — загадочных объектов, занимающих промежуточное положение между планетами и звездами. По словам ученых, число известных объектов этого типа может практически удвоиться благодаря анализу архивных астрономических данных.
Открытие стало одним из крупнейших успехов так называемой «гражданской науки», когда обычные люди участвуют в обработке научной информации наряду с профессиональными исследователями.
Что такое коричневые карлики
Коричневые карлики — одни из самых необычных объектов во Вселенной.
Они слишком массивны, чтобы считаться планетами, но недостаточно массивны для полноценного запуска устойчивых термоядерных реакций, как у обычных звезд.
Из-за этого их иногда называют «неудавшимися звездами».
Они занимают промежуточное положение между планетами и звездами
Для обычной звезды ключевым процессом является термоядерный синтез водорода.
Именно он заставляет звезды светиться миллиарды лет.
Коричневым карликам не хватает массы для поддержания такого процесса.
Однако их масса все же значительно больше, чем у крупнейших планет вроде Юпитера.
Коричневые карлики очень тусклые
Одна из причин, по которой их так трудно находить, связана с их слабым свечением.
Они:
- почти не излучают видимый свет;
- постепенно остывают;
- лучше наблюдаются в инфракрасном диапазоне;
- часто скрываются на фоне звездного неба.
Поиск таких объектов требует специальных методов наблюдения.
Многие коричневые карлики могут находиться совсем рядом
Астрономы считают, что подобных объектов в галактике очень много.
Некоторые из них расположены относительно близко к Солнечной системе.
Однако из-за слабой яркости они долго оставались незамеченными.
В проекте участвовали обычные люди
Главной особенностью исследования стало активное участие добровольцев.
Люди анализировали данные телескопов через интернет-платформу гражданской науки.
Участники помогали искать объекты, движущиеся относительно фоновых звезд.
Человеческий глаз иногда эффективнее алгоритмов
Несмотря на развитие искусственного интеллекта, некоторые задачи визуального распознавания люди все еще выполняют очень хорошо.
Добровольцы способны замечать:
- слабые движения объектов;
- необычные формы;
- изменения яркости;
- особенности изображений.
Именно это помогло обнаружить множество потенциальных коричневых карликов.
Исследование использовало огромные архивы наблюдений
Проект опирался на данные нескольких инфракрасных обзоров неба.
Среди них:
- WISE;
- NEOWISE;
- 2MASS.
Эти миссии годами сканировали все небо в поисках различных космических объектов.
Телескоп WISE сыграл особенно важную роль
Wide-field Infrared Survey Explorer был запущен NASA в 2009 году.
Аппарат занимался инфракрасным обзором всего неба.
Инфракрасный диапазон особенно важен для поиска:
- холодных звезд;
- коричневых карликов;
- пылевых облаков;
- далеких галактик.
Коричневые карлики со временем остывают
В отличие от звезд, они не поддерживают стабильный термоядерный синтез.
Поэтому после формирования постепенно теряют тепло.
Молодые объекты могут быть сравнительно горячими, а старые становятся чрезвычайно холодными и тусклыми.
Некоторые коричневые карлики имеют температуру, сопоставимую с атмосферой крупных планет.
Ученые разделяют их на несколько классов
Для классификации используются спектральные типы:
- M;
- L;
- T;
- Y.
Самые холодные представители класса Y считаются одними из наиболее холодных свободно летающих объектов в космосе.
Новые находки особенно важны для статистики
До сих пор астрономы знали сравнительно небольшое количество коричневых карликов.
Это мешало полноценно изучать:
- их распространенность;
- происхождение;
- эволюцию;
- распределение масс;
- связь со звездами и планетами.
Увеличение числа известных объектов резко улучшает ситуацию.
Некоторые объекты могут оказаться очень необычными
Среди новых кандидатов могут быть:
- крайне холодные коричневые карлики;
- редкие переходные типы;
- объекты с необычной атмосферой;
- быстро движущиеся древние объекты галактики.
Теперь ученым предстоит подтвердить открытия при помощи дополнительных наблюдений.
Коричневые карлики помогают понять образование звезд
До сих пор ученые спорят, как именно формируются такие объекты.
Существует несколько гипотез:
- они рождаются как маленькие звезды;
- формируются как гигантские планеты;
- появляются при разрушении протозвездных облаков;
- выбрасываются из молодых систем.
Большая статистика поможет проверить эти сценарии.
Эти объекты важны и для изучения экзопланет
Атмосферы коричневых карликов во многом похожи на атмосферы газовых гигантов.
Поэтому их исследование помогает понимать:
- погодные процессы;
- химический состав;
- облачные структуры;
- температурные режимы экзопланет.
На коричневых карликах могут существовать облака
Современные наблюдения показывают, что в их атмосферах могут присутствовать облака из:
- силикатов;
- металлов;
- минеральной пыли.
Некоторые объекты демонстрируют изменения яркости, связанные с атмосферной погодой.
Они могут обладать магнитными полями
Часть коричневых карликов демонстрирует:
- радиоизлучение;
- магнитную активность;
- полярные сияния.
Это делает их еще более похожими на гигантские планеты.
Коричневые карлики могут иметь собственные планеты
Астрономы уже обнаруживали планетные системы вокруг подобных объектов.
Это показывает, что даже «неудавшиеся звезды» способны формировать собственные спутники и планеты.
Некоторые коричневые карлики находятся ближе, чем многие звезды
Несколько известных объектов расположены относительно недалеко от Солнечной системы.
Однако их тусклость делает наблюдения чрезвычайно сложными.
По этой причине поблизости могут скрываться еще не обнаруженные объекты.
Гражданская наука становится важной частью астрономии
Современные телескопы генерируют колоссальные объемы данных.
Профессиональные астрономы физически не способны обработать всю информацию самостоятельно.
Поэтому добровольцы все чаще участвуют в:
- классификации галактик;
- поиске экзопланет;
- анализе звезд;
- обнаружении астероидов;
- изучении переменных объектов.
Интернет сделал науку более открытой
Подобные проекты позволяют людям со всего мира участвовать в реальных исследованиях.
Иногда именно добровольцы первыми замечают необычные объекты или редкие явления.
Это уже не единичные случаи — гражданская наука стала полноценным инструментом современной астрономии.
Искусственный интеллект пока не заменил человека полностью
Хотя машинное обучение активно развивается, проекты такого типа показывают, что человеческое восприятие по-прежнему остается полезным.
Особенно в ситуациях, где:
- объекты очень слабые;
- сигналы неоднозначны;
- требуется визуальное сравнение;
- данные содержат шум.
Новые открытия помогут уточнить структуру Млечного Пути
Количество коричневых карликов напрямую связано с пониманием населения галактики.
Если их действительно намного больше, чем считалось раньше, это повлияет на модели:
- звездного формирования;
- распределения массы;
- эволюции галактики;
- динамики звездных систем.
Некоторые ученые считают, что коричневых карликов может быть очень много
Существует гипотеза, что Млечный Путь содержит огромное количество тусклых объектов, которые трудно обнаружить.
Возможно, часть «скрытого населения» галактики составляют именно коричневые карлики.
Будущие телескопы смогут найти еще больше объектов
В ближайшие годы ситуацию должны улучшить новые обсерватории:
- Nancy Grace Roman Space Telescope;
- Vera Rubin Observatory;
- James Webb Space Telescope.
Они будут способны обнаруживать более холодные и тусклые объекты.
Исследование показывает, насколько мало мы еще знаем о ближайшем космосе
Даже в окрестностях Солнечной системы продолжают находить новые объекты.
Это подчеркивает важную особенность современной астрономии: космос рядом с нами изучен далеко не полностью.
Добровольцы помогли астрономам сделать потенциально крупнейшее открытие последних лет
Если значительная часть кандидатов подтвердится, число известных коричневых карликов действительно может вырасти почти вдвое.
Это станет важным шагом для изучения скрытого населения Млечного Пути и поможет ученым лучше понять границу между планетами и звездами — одну из самых сложных областей современной астрофизики.
Источники:
Статья создана по материалам UniverseToday.com
