Het gaat om zogenoemde bruine dwergen: objecten zwaarder dan planeten, maar lichter dan sterren.

Onderzoekers hebben met behulp van burgerwetenschappers zo’n 100 koele werelden ontdekt die zich dicht bij onze zon bevinden. Het gaat om zogenoemde bruine dwergen. Sommige objecten behoren zelfs tot de koelste die tot nu toe aan het licht zijn gebracht.

Bruine dwergen
Een bruine dwerg heeft een massa die kleiner is dan de massa van een ster, maar veel groter is dan die van een gasreus. Omdat bruine dwergen op dezelfde manier ontstaan als een ster, maar te klein zijn om tot kernfusie te komen, worden bruine dwergen ook wel mislukte sterren genoemd. Het betekent dat ze te weinig massa hebben om te ‘ontsteken’ en te gaan schijnen als andere sterren. Dat maakt het tegelijkertijd ook lastig om ze op te sporen. Daarom zoeken astronomen in hun jacht op bruine dwergen voornamelijk in de regio rond de zon.

Het ontdekken en karakteriseren van objecten aan de nachtelijke hemel is fundamenteel voor ons begrip over onze plaats in – en de geschiedenis van – het heelal. Maar dat is nog niet zo gemakkelijk. Astronomen zijn bijvoorbeeld nog steeds bezig om onze nabije buren in kaart te brengen. Dat doen ze echter niet alleen. Ze krijgen daarbij hulp van maar liefst 100.000 burgerwetenschappers. Dankzij het scherpe oog van deze vrijwilligers zijn er al meer dan 1500 koude werelden in de buurt van de zon ontdekt. En ook nu spitten ze ijverig door biljoenen beelden van telescopen om subtiele bewegingen van bruine dwergen en planeten te onderscheiden. En dat is hard nodig. Ondanks de hedendaagse technologie, machine learning en supercomputers, is er namelijk nog geen goede vervanging voor het menselijk oog om bewegende objecten op telescoopbeelden te herkennen.


Temperatuur
Het harde werken werpt zijn vruchten af. Want nu presenteren astronomen de ontdekking van zo’n 100 koele bruine dwergen nabij ons zonnestelsel. Met behulp van NASA’s Spitzer ruimtetelescoop kon het team nauwkeurig de temperatuur op deze werelden schatten. En daaruit blijkt dat sommige objecten behoren tot de koelste die we kennen. Deze bruine dwergen benaderen de temperatuur van de aarde, wat betekent dat ze koel genoeg zijn om waterwolken te herbergen. En dat is interessant. Over bruine dwergen wordt namelijk gedacht dat ze afkoelen naarmate ze ouder worden. Het betekent dat hun temperatuur eerst vergelijkbaar is met die van sterren. Vervolgens koelen ze steeds verder af tot temperaturen van planeten en doven uiteindelijk helemaal uit. De nieuwe ontdekking van koele bruine dwergen bevestigt deze theorie.

Eén van de nieuw ontdekte bruine dwergen te zien op een hemelkaart van WISE (rechts) en Legacy Surveys DR8 (links). De cirkel geeft de bruine dwerg aan, die oranje lijkt in WISE en dieprood in Legacy Surveys-gegevens van Blanco / DECam. Deze oranje en rode kleuren duiden op een bruine dwerg met een zeer lage temperatuur. Afbeelding: A. Meisner/NOIRLab/NSF/AURA

Het is een bijzondere vondst. Want hoewel er lang naar dit soort koele objecten gezocht is, slaagden onderzoekers er niet in om deze aan het licht te brengen. De ontdekking omvat dan ook een ontbrekende schakel binnen de populatie bruine dwergen. “Deze koele werelden verschaffen nieuw inzicht in de vorming en atmosferen van planeten buiten het zonnestelsel,” vertelt onderzoeksleider Aaron Meisner. “Deze verzameling koele bruine dwergen stellen ons bovendien in staat om nauwkeurig het aantal werelden te schatten die door de interstellaire ruimte nabij de zon zwerven.”

Onbekend terrein
Dankzij de studie krijgen we steeds meer te weten over onze eigen ‘buurt’; het gebied rond onze zon. “Deze studie is het bewijs dat onze ‘zonnewijk’ nog onbekend terrein is,” zegt Jackie Faherty. Er valt hier waarschijnlijk nog een hoop te ontdekken. De vondst van de 100 nieuwe bruine dwergen is in ieder geval een belangrijke stap om meer te leren over dit gebied. Bovendien bewijst de studie dat burgerwetenschappers uitstekende astronomische cartografen zijn. “Door archiefgegevens openbaar en gemakkelijk toegankelijk te maken, kunnen mensen met een fascinatie voor astronomie een echte bijdrage leveren aan de wetenschap en het begrip van het heelal,” zegt onderzoeker Chris Davis. En dat kan burgerwetenschapper Jim Walla alleen maar beamen. “Het is geweldig om te weten dat onze ontdekkingen nu tot de buren van de zon worden gerekend en het doelwit zullen zijn in toekomstig onderzoek,” zegt hij.


We kunnen bovendien binnenkort op meer ontdekkingen rekenen. Want het zoeken naar zeldzame objecten in grote datasets is ook één van de doelstellingen van de aanstaande Vera C. Rubin Observatory. Dit observatorium is momenteel in aanbouw in de Chileense Andes en zal vanaf 2022 volledig operationeel zijn. Deze telescoop gaat onder andere de buitenste regionen van ons zonnestelsel observeren en zal de zichtbare hemel vanaf het zuidelijk halfrond gedurende tien jaar elke drie nachten in beeld brengen. Dit zal een enorme hoeveelheid gegevens opleveren die nieuwe manieren van astrofysisch onderzoek mogelijk maken. Bovendien zal dit tevens nieuw licht werpen op dit nu nog onbekende uitgestrekte gebied.