Científicos ciudadanos están utilizando el JWST para estudiar misteriosas enanas marrones

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Cuando el telescopio espacial James Webb (JWST) de la NASA se lanzó el día de Navidad de 2021, anunció una nueva era de observación espacial para los astrónomos. La capacidad del poderoso telescopio para ver más allá de las longitudes de onda infrarrojas, y con una resolución más alta que nunca, significa que puede mirar más profundamente en el universo que nunca antes, potencialmente desbloqueando nuevas respuestas sobre el universo.

Tanto los científicos como el público probaron las capacidades del JWST cuando se publicaron las primeras imágenes del telescopio este verano, que revelaron vistas de ultra alta definición de la Nebulosa Carina, la Nebulosa del Anillo Sur y más. Desde entonces, el calendario del telescopio espacial se ha reservado de forma sólida ya que los astrónomos continúan usándolo para recopilar nuevos datos sobre exoplanetas, galaxias, nebulosas y más.

Ese cronograma incluye algunos proyectos que incluyen un nuevo grupo de participantes: científicos ciudadanos. El JWST está configurado para hacer un seguimiento de los datos de un proyecto de ciencia ciudadana llamado Backyard Worlds: Planet Nine que busca objetos fríos y oscuros en nuestro vecindario estelar. Estos objetos podrían ser planetas u otros tipos de objetos como enanas marrones, una clase misteriosa de no del todo estrellas. Los voluntarios de Backyard Worlds han encontrado una serie de objetos candidatos que necesitan una mirada más cercana, y el JWST comenzará a escanear el cielo en los próximos meses, con la esperanza de revelar nuevos datos e información sobre la diversidad de objetos en el universo cerca de la Tierra.

>> Participe: Backyard Worlds: Planet Nine

“Son realmente difíciles de encontrar”, dice Dan Caselden, científico ciudadano y coinvestigador de una próxima campaña de observación del JWST en busca de enanas marrones. “Es el problema de la aguja en el pajar, que es muy divertido”.

Las enanas marrones son una clase de objetos entre los planetas gigantes gaseosos y las estrellas. Crédito: NASA/JPL-Caltech

A la caza de estrellas fallidas

Las enanas marrones son una especie de cuerpo celeste que se encuentran en algún lugar entre un gran planeta gaseoso, como Júpiter, y una estrella, como nuestro Sol. Las enanas marrones no son lo suficientemente masivas como para fusionar hidrógeno en helio, el proceso que alimenta las estrellas, por lo que son relativamente geniales. Las casi estrellas podrían decirnos cosas nuevas sobre los planetas gigantes gaseosos masivos, como muchos exoplanetas, incluido de qué están hechas sus atmósferas y cómo se comportan.

El proyecto en el que participa Caselden, llamado «Explicación de la diversidad de los mundos fríos», está analizando las enanas marrones más frías, que se llaman enanas Y. En estos mundos, las temperaturas pueden estar por debajo del punto de ebullición del agua y, a veces, incluso similares a un día templado aquí en la Tierra. Eso significa que muchos gases que encontramos aquí en la Tierra, como el dióxido de carbono, el metano y el agua, también podrían existir en las enanas Y. Eso los convierte en objetivos ideales para el JWST, que es el primer telescopio lo suficientemente potente como para observar las atmósferas de mundos lejanos.

Aunque las enanas marrones pueden ser grandes, hasta 80 veces la masa de Júpiter, son difíciles de detectar porque son muy frías y, por lo tanto, no aparecen en las imágenes como lo haría una estrella brillante y caliente. Entonces, el primer obstáculo que deben superar los científicos que estudian las enanas marrones es simplemente encontrar dónde están.

La concepción de un artista de cómo sería una enana marrón. Crédito: NASA/JPL-Caltech

La ciencia ciudadana potencia el descubrimiento

Ahí es donde intervienen los científicos ciudadanos como Caselden. Con el proyecto Backyard Worlds de la NASA, los voluntarios exploran los datos de la misión Wide-field Infrared Survey Explorer (WISE), que toma fotografías de todo el cielo. Escondidos dentro de esas imágenes hay innumerables objetos nuevos, pero son difíciles de identificar porque son muy fríos.

Los científicos ciudadanos, junto con los algoritmos de aprendizaje automático, buscan a través de las imágenes con un peine de dientes finos, en busca de cualquier cosa que parezca una nueva enana marrón. Cuando encuentran un candidato, alertan a los astrónomos, quienes hacen un seguimiento de la observación para obtener más información. Estos objetos suelen estar bastante cerca de la Tierra, lo que puede hacer que los descubrimientos sean aún más emocionantes, dice Caselden.

“Si encuentras uno de estos, y está muy cerca, solo está gritando en las imágenes, lo que se ve increíble”, dice. «Hay algo más emocionante en algo que vuela locamente rápido».

Caselden, que trabaja como investigador de seguridad informática, también comenzó a crear herramientas para el proyecto que permitieron a los voluntarios e investigadores buscar en los datos de nuevas formas.

“Está repleto de problemas realmente difíciles”, dice. “Y si haces alguna mejora, el equipo científico lo siente. Puedes ver que lo que haces tiene un impacto real”.

Esas herramientas incluyen el sitio web Wiseview, que Caselden creó con un colega, Paul Westin, así como algoritmos de aprendizaje automático que ayudan a acelerar el trabajo de los científicos ciudadanos con Backyard Worlds.

Más de cien objetos encontrados por científicos ciudadanos han pasado a ser observados por astrónomos con telescopios potentes, que ahora incluye el JWST. El telescopio nuevo y más poderoso podría ser un cambio de juego para los astrónomos que estudian objetos fríos como las enanas Y que Caselden espera observar. El JWST permitirá a los astrónomos separar las diferentes longitudes de onda de radiación provenientes de enanas Y individuales, o sus espectros, lo que les permitirá inferir la edad, la temperatura y la masa de una enana marrón, e incluso qué tipo de elementos podría haber allí.

“Lo más importante que obtenemos de JWST son espectros en longitudes de onda que no habíamos obtenido antes”, dice Caselden. “Un gran impulso ahora que obtuvimos nuestro primer espectro es comprender la química: qué hay dentro de estas enanas Y, qué estamos viendo en sus atmósferas [that creates] estos espectros?

Esas ideas, a su vez, podrían informar el trabajo en curso sobre las atmósferas de los exoplanetas. Comprender mejor qué tipos de moléculas existen en otros planetas ayuda a mostrar a los astrónomos qué tipos de procesos geológicos y atmosféricos están ocurriendo allí, e incluso podría ofrecer evidencia de vida extraterrestre, en caso de que exista.

Involúcrese con la ciencia de la NASA

Science Near Me tiene docenas de oportunidades para aprender e incluso contribuir con la ciencia de la NASA. Puede aprender el código binario, que los astrónomos usan para hablar con el Observatorio de rayos X Chandra, aprender sobre mujeres pioneras en ciencia y astronomía o explorar una galería interactiva de exoplanetas con Universe of Learning de la NASA.

O participe en la ciencia ciudadana cazando enanas marrones con Backyard Worlds: Planet Nine, o monitoree la contaminación lumínica en su área usando su teléfono inteligente con Night Sky Light Pollution. ¡También puede estar más cerca de casa con los proyectos GLOBE Observer, que permiten a los científicos ciudadanos rastrear la cobertura terrestre, las nubes, la altura de los árboles e incluso los mosquitos aquí mismo en el planeta Tierra!

Si su organización tiene una oportunidad científica para compartir, ¡asegúrese de agregarla a Science Near Me! Nos encantaría compartir su evento, oportunidad, actividad o campamento con nuestra comunidad.

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