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Ciencia ciudadana en busca de estrellas fallidas

No todo el mundo puede ser una estrella. Las enanas marrones, por ejemplo, han fallado en su intento. Estos objetos tienen masas por debajo de la cantidad necesaria para tener presión y temperatura lo suficientemente alta como para quemar el hidrógeno en helio en sus núcleos y así ganar la clasificación de “estrella”. No hace mucho que conocemos de su existencia. Fueron propuestas en los años 60 por el Dr. Shiv S. Kumar, pero la primera sólo se observó muchos años después, en 1988 – ¡y ni siquiera estamos seguros de que sea de hecho una enana marrón! Hemos alcanzado sólo un número sustancial de enanas marrones conocidas con el advenimiento de las observaciones de cielo completo en infrarrojo, como el Reconocimiento en dos micrómetros de todo el cielo (en inglés Two Micron All Sky Survey (2MASS)) y el Explorador Infrarrojo de Campo Amplio, Wide-field Infrared Survey Explorer (WISE).

Descubrir y caracterizar enanas marrones frías en el vecindario solar es una de las metas científicas primarias deWISE. Hay dos formas de hacerlo: 1) identificar objetos con los colores de enanas marrones frías; 2) identificación de objetos con movimiento propio significativo. Las enanas marrones son objetos relativamente poco luminosas, por lo que necesitan estar cerca para ser detectadas. Podemos detectar el movimiento de estos objetivos cercanos contra estrellas en el fondo del cielo, que están tan distantes que parecen estar fijas en el cielo. Este movimiento se llama movimiento propio. Como la relación señal-ruido no es muy buena para tales objetos poco luminosos, el segundo método es el preferido. Sin embargo, las imágenes WISE de exposición única no son lo suficientemente profundas para encontrar la mayoría de las enanas marrones. Aquí es donde entra el articulo de hoy. Los autores han lanzado un proyecto de ciencia ciudadana llamado “Backyard Worlds: Planet 9” para buscar objetos de alto movimiento propio, incluyendo enanas marrones y posibles planetas que orbitan más allá de Plutón, en las imágenes de WISE co-add. Las imágenes de coproducción son simplemente una suma de las imágenes de exposiciones individuales teniendo en cuenta las correcciones a posibles cambios entre ellas. Esto aumenta la relación señal-ruido y ayuda a detectar objetivos débiles. En el informe de hoy, informan el primer descubrimiento de su proyecto: una nueva enana marrón en el vecindario solar, que fue identificado sólo seis días después de que el proyecto se puso en marcha!

Ciencia ciudadana

La idea detrás de la ciencia ciudadana es involucrar a numerosos voluntarios para abordar problemas de investigación que de otro modo serían poco prácticos o incluso imposibles de lograr. La comunidad de Zooniverse alberga muchos de estos proyectos, en disciplinas que van desde la ciencia del clima hasta la historia. Los proyectos de la ciencia del ciudadano han hecho algunos descubrimientos notables en astronomía, tales como KIC 8462852 (también conocida como “Estrella de Tabby”, “estrella de Boyajian” o “estrella de WTF”).

En “Backyard Worlds: Planet 9”, se les pide a los voluntarios que examinen animaciones cortas compuestas de imágenes construidas a partir de co-aportes WISE. Estas imagenes se obtienen restando la mediana de dos imágenes subsiguientes a la imagen a analizar. De esta manera, si un objeto no se mueve significativamente, desaparecerá de la imagen analizada luego de la resta, dejando sólo objetos en movimiento para ser detectados. Las imágenes también se dividen en secciones lo suficientemente pequeñas para ser analizadas en una pantalla de computadora portátil o teléfono celular. La tarea de clasificación consiste en visualizar una animación, que está compuesta por cuatro imágenes, e identificar candidatos para dos tipos de objetos en movimiento: “movers” y “dipoles”. Los “movers” son fuentes que se mueven rápidamente, que viajan más de su ancho aparente a lo largo de la línea base de WISE de 4.5 años. Los dipolos son fuentes de movimiento más lento que viajan menos que su anchura aparente, de modo que habrá una imagen negativa justo al lado de una imagen positiva, ya que la sustracción del flujo del objeto será sólo parcial. Se proporciona un tutorial en línea para mostrar cómo identificar tales objetos y distinguirlos de artefactos como estrellas o galaxias parcialmente sustraídas y rayos cósmicos.

El descubirimeinto de WISEA 1101+5400

Cinco usuarios informaron de un dipolo en un conjunto de imágenes, que se puede ver aquí, el primer informe que tiene lugar sólo seis días después de que el proyecto fue lanzado. El objeto, llamado WISEA 1101 + 5400, se puede ver en la Figura 1. Esta fuente sería indetectable en las imágenes de exposición única, mientras que en estos co-add es visible y evidentemente móvil. Se obtuvieron espectros utilizando el espectrógrafo SpeX en el Telescopio Infrarrojo de la NASA de 3 m (IRTF). El espectro medio se muestra en la Figura 2. Tanto los colores del objeto como los espectros obtenidos son consistentes con una enana marrón de tipo T.

Suponiendo que WISEA 1101 + 5400 es el peor de los casos, es decir, un objeto tan débil como esta encuesta es capaz de detectar y con el mínimo movimiento detectable propio, los autores estiman que “Backyard Worlds: Planet 9” tiene el potencial para descubrir acerca de unos cientos de nuevas enanas marrones. Si el WISEA 1101 + 5400 no es el peor de los casos, pero se pueden encontrar objetos incluso más débiles o con movimiento propio inferior, este número podría subir.

En negro, el espectro de WISEA 1101 + 5400. Una enana marrón tipo T5.5 , SDSS J0325 + 0425, se muestra en rojo para comparación. Se indican las fuentes de opacidad y de opacidad molecular que definen la clase espectral enana T. [Figura 3 del articulo+

Aunque el descubrimiento de una sola enana marrón podría no parecer digno de celebración, este descubrimiento demuestra la capacidad de los científicos ciudadanos para identificar los objetos en movimiento mucho más débil que el límite de exposición única WISE. Es otra prueba de que la ciencia podría utilizar la ayuda de los entusiastas. Así que si usted no está haciendo nada ahora, ¿por qué no tomar su selección en https://www.zooniverse.org/ y ayudar a un científico?

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