Các nhà khoa học công dân phát hiện ra đĩa lùn nâu trẻ gần nhất

Sao lùn nâu là con giữa của thiên văn học, quá lớn để trở thành một hành tinh nhưng không đủ lớn để trở thành một ngôi sao. Giống như anh chị em của nó, những vật thể này hình thành từ sự sụp đổ lực hấp dẫn của khí và bụi. Nhưng thay vì ngưng tụ thành lõi hạt nhân nóng bỏng của một ngôi sao, các sao lùn nâu tìm thấy trạng thái cân bằng giống zen hơn, bằng cách nào đó đạt đến trạng thái ổn định, nhẹ hơn so với các ngôi sao chạy bằng năng lượng nhiệt hạch.

Sao lùn nâu được coi là mối liên kết còn thiếu giữa các hành tinh khí khổng lồ lớn nhất và các ngôi sao nhỏ nhất, và vì chúng phát sáng tương đối mờ nên chúng rất khó phát hiện trên bầu trời đêm. Giống như các ngôi sao, một số sao lùn nâu có thể giữ lại đĩa khí xoáy và bụi còn sót lại từ sự hình thành ban đầu của chúng. Vật liệu này có thể va chạm và tích tụ để tạo thành các hành tinh, mặc dù không rõ chính xác loại sao lùn nâu nào có thể tạo ra.

Các nhà nghiên cứu tại MIT, Đại học Oklahoma và các nơi khác với sự giúp đỡ của các nhà khoa học công dân đã xác định được sao lùn nâu trẻ gần nhất với loại đĩa có khả năng hình thành các hành tinh. Sao lùn nâu có tên W1200-7845, chỉ mới 3,7 triệu năm tuổi và nằm ở 102 phân tích gần đó, cách Trái đất khoảng 332 năm ánh sáng.

Ở khoảng cách gần này, các nhà khoa học có thể phóng to hệ thống trẻ bằng kính viễn vọng năng lượng cao trong tương lai, để kiểm tra các điều kiện sớm nhất của đĩa lùn nâu và có thể tìm hiểu thêm về loại hành tinh lùn nâu có thể hỗ trợ.

Hệ thống mới được phát hiện thông qua Disk Detective, một dự án cộng đồng do NASA tài trợ và được lưu trữ bởi Zooniverse cung cấp hình ảnh của các vật thể trong không gian để công chúng phân loại, với mục đích chọn ra các vật thể có khả năng là ngôi sao có khả năng lưu trữ các hành tinh .

Các nhà nghiên cứu đang trình bày những phát hiện của họ cũng như công bố một phiên bản mới của trang web the Disk Detective trong tuần này tại cuộc họp hoàn toàn ảo của Hiệp hội Thiên văn học Hoa Kỳ.

“Trong khu phố năng lượng mặt trời của chúng tôi”

Người dùng của Diskdetective.org lần đầu tiên ra mắt vào năm 2014 có thể xem qua “sách lật” – hình ảnh của cùng một vật thể trong không gian được chụp bởi Nhà khảo sát hồng ngoại trường rộng của NASA hay WISE, phát hiện ra các phát xạ hồng ngoại như bức xạ nhiệt tắt bởi các mảnh vụn khí và bụi trong các đĩa sao. Người dùng có thể phân loại một đối tượng dựa trên các tiêu chí nhất định, chẳng hạn như liệu đối tượng có xuất hiện hình bầu dục hay không – hình dạng giống với thiên hà hơn – hoặc tròn – một dấu hiệu cho thấy đối tượng có nhiều khả năng là một ngôi sao lưu trữ đĩa.

Steven Silverberg, một postdoc tại Viện nghiên cứu vật lý thiên văn và vũ trụ Kavli của MIT, đồng tác giả nghiên cứu cho biết: “Chúng tôi có nhiều nhà khoa học công dân nhìn vào từng đối tượng và đưa ra ý kiến ​​độc lập của riêng họ, và tin tưởng vào sự khôn ngoan của đám đông để quyết định những thứ có lẽ là thiên hà và những thứ có lẽ là ngôi sao với các đĩa xung quanh chúng”.

Từ đó, một nhóm khoa học bao gồm Silverberg theo dõi các đĩa được phân loại theo đám đông, sử dụng các phương pháp và kính viễn vọng tinh vi hơn để xác định xem chúng có thực sự là đĩa không, và các đĩa có thể có đặc điểm gì.

Trong trường hợp W1200-7845 mới được phát hiện, các nhà khoa học công dân lần đầu tiên phân loại vật thể này thành một đĩa vào năm 2016. Nhóm khoa học bao gồm Silverberg và Maria Schutte, một sinh viên tốt nghiệp tại Đại học Oklahoma, sau đó xem xét kỹ hơn về nguồn này với một thiết bị hồng ngoại trên kính viễn vọng Magellan 6,5 mét tại Đài thiên văn Las Campanas ở Chile.

Với những quan sát mới này, họ xác định rằng nguồn thực sự là một đĩa xung quanh một sao lùn nâu sống trong một “nhóm di chuyển” – một cụm sao có xu hướng di chuyển như một trên bầu trời đêm. Trong thiên văn học, việc xác định tuổi của một nhóm các vật thể hơn là một mình dễ dàng hơn nhiều. Vì sao lùn nâu là một phần của nhóm di chuyển khoảng 30 sao, nên các nhà nghiên cứu trước đây có thể ước tính tuổi trung bình của nhóm, khoảng 3,7 triệu tuổi, đó cũng có thể là tuổi của sao lùn nâu.

Sao lùn nâu cũng ở rất gần Trái đất, cách khoảng 102 phân tích, khiến nó trở thành sao lùn nâu trẻ nhất, gần nhất được phát hiện. Để so sánh, ngôi sao gần nhất của chúng ta, Alpha Centauri, là 1 Parsec từ Trái đất.

“Khi nó đến gần, chúng tôi coi nó nằm trong khu vực năng lượng mặt trời”, Schutte nói. “Sự gần gũi đó thực sự quan trọng, bởi vì các sao lùn nâu có khối lượng thấp hơn và vốn kém sáng hơn các vật thể khác như sao. Vì vậy, những vật thể này càng gần chúng ta, chúng ta càng có thể nhìn thấy nhiều chi tiết hơn.”

Tìm “Peter Pan”

Nhóm nghiên cứu có kế hoạch phóng to hơn nữa trên W1200-7845 với các kính viễn vọng khác, như ALMA, Atacama Large Millim Array ở Chile, bao gồm 66 đĩa vô tuyến khổng lồ hoạt động cùng nhau như một kính viễn vọng mạnh mẽ để quan sát vũ trụ giữa các băng tần vô tuyến và hồng ngoại. Ở phạm vi và độ chính xác này, các nhà nghiên cứu hy vọng sẽ nhìn thấy đĩa của sao lùn nâu để đo khối lượng và bán kính của nó.

“Khối lượng của một đĩa chỉ cho bạn biết có bao nhiêu thứ trong đĩa, điều này sẽ cho chúng ta biết nếu sự hình thành hành tinh xảy ra xung quanh các hệ thống này, và loại hành tinh nào bạn có thể sản xuất”, Silverberg nói. “Bạn cũng có thể sử dụng dữ liệu đó để xác định loại khí nào trong hệ thống sẽ cho bạn biết về thành phần của đĩa.”

Trong khi đó, các nhà nghiên cứu đang tung ra một phiên bản mới của Disk Detective. Vào tháng 4 năm 2019, trang web đã bị gián đoạn, vì nền tảng lưu trữ của nó, cổng thông tin khoa học công dân nổi tiếng Zooniverse đã rút lui một cách nhanh chóng nền tảng phần mềm trước đó để ủng hộ phiên bản cập nhật. Nền tảng được cập nhật đã thúc đẩy Silverberg và các đồng nghiệp của ông cải tổ Disk Detective. Phiên bản mới ra mắt trong tuần này sẽ bao gồm các hình ảnh từ một cuộc khảo sát toàn bầu trời, PanSTARRS, quan sát hầu hết bầu trời trong các dải quang có độ phân giải cao.

Silverberg, người sẽ quản lý trang web mới tại MIT cho biết: “Chúng tôi đang nhận được nhiều hình ảnh hiện tại hơn với các kính thiên văn khác nhau với độ phân giải không gian tốt hơn trong khoảng thời gian này”.

Trường hợp phiên bản trước của trang web nhằm tìm kiếm bất kỳ đĩa nào xung quanh các ngôi sao và các vật thể khác, trang web mới được thiết kế để chọn ra các đĩa “Peter Pan” – các đĩa khí và bụi đủ tuổi để hình thành các hành tinh, nhưng đối với một số Lý do chưa khá.

“Chúng tôi gọi chúng là đĩa Peter Pan vì chúng dường như không bao giờ lớn lên”, Silverberg nói.

Nhóm nghiên cứu đã xác định đĩa Peter Pan đầu tiên của mình với Disk Detective vào năm 2016. Kể từ đó, bảy chiếc khác đã được tìm thấy, mỗi chiếc ít nhất 20 triệu năm tuổi. Với trang web mới, họ hy vọng sẽ xác định và nghiên cứu thêm về các đĩa này, điều này có thể giúp khắc phục các điều kiện theo đó các hành tinh, và có thể là sự sống, có thể hình thành.

“Các đĩa chúng tôi tìm thấy sẽ là nơi tuyệt vời để tìm ngoại hành tinh”, Silverberg nói.

Nếu các hành tinh mất nhiều thời gian để hình thành hơn chúng ta nghĩ trước đây, ngôi sao mà chúng quay quanh sẽ có ít ngọn lửa khổng lồ hơn khi các hành tinh cuối cùng hình thành. Nếu hành tinh nhận được ít pháo sáng hơn so với một ngôi sao trẻ hơn, điều đó có thể ảnh hưởng đáng kể đến sự mong đợi của chúng ta trong việc khám phá sự sống ở đó.

Nghiên cứu này được tài trợ, một phần, bởi NASA.

Nguồn truyện:

Tài liệu được cung cấp bởi Viện Công nghệ Massachusetts . Bản gốc được viết bởi Jennifer Chu. Lưu ý: Nội dung có thể được chỉnh sửa cho kiểu dáng và độ dài.