太阳附近发现的100个凉爽世界——我们理解宇宙的基础

　　我们对太阳最近邻居的普查有多全面？天文学家和一组参与“后院世界:行星9”一个公民科学项目)的数据侦察志愿者已经在太阳附近发现了大约100个凉爽的世界——比行星更大但比恒星更轻的物体，被称为棕矮星。

　　在夏威夷莫纳克亚的沃克天文台的帮助下，研究小组发现，这些新发现的世界中有几个是已知的最凉爽的世界，有几个接近地球的温度——冷得足以容纳水云。

　　这项研究将发表在2020年8月20日的《天体物理学杂志》上，并在arXiv.org以预印本形式提供。

　　发现和描述太阳附近的天体是我们理解我们在宇宙中的位置和宇宙历史的基础。然而天文学家仍在发掘太阳系附近的新居民。新的“后院世界”发现填补了低温褐矮星范围内先前的空白，确定了褐矮星种群中一个长期寻找的缺失环节。

　　研究报告的第一作者、美国国家科学基金会的NOIRLab的亚伦·迈斯纳说:“这些很酷的世界为我们提供了一个机会，让我们对太阳系以外的行星的形成和大气层有新的认识。”“这些凉爽的棕矮星还使我们能够准确地估计在太阳附近的星际空间漫游的自由漂浮世界的数量。”

　　为了识别新发现的棕矮星中最暗、最酷的几个，加州大学圣地亚哥分校的物理学教授亚当·布尔加塞尔和冷星实验室的研究人员使用了凯克天文台的灵敏近红外埃切莱特光谱仪(NIRES)。

　　“我们使用近红外光谱来测量大气中的温度和气体。每一个光谱本质上都是一个指纹，这使得我们能够将一颗冷棕矮星与其他种类的恒星区分开来。”

　　艺术家对已知最古老的宽分离白矮星加冷棕矮星对的印象。白色小球代表白矮星(一颗早已死亡的类太阳恒星的残余)，而棕色/橙色前景物体是新发现的褐矮星伴星。这个微弱的褐矮星之前一直被忽视，直到被市民科学家发现，因为它正好位于银河系的平面内。信用:NOIRLab/NSF/AURA/P. Marenfeld

　　利用美国航天局的斯皮策空间望远镜、蒙特·梅甘蒂天文台和拉斯坎帕纳斯天文台进行的后续观测也对褐矮星温度的估计作出了贡献。

　　棕矮星位于最大的行星和最小的恒星之间。由于缺乏维持核心核反应所需的质量，棕矮星有时被称为“失败的恒星”。它们的低质量、低温和缺乏内部核反应使它们非常微弱——因此极难探测。正因为如此，在寻找最酷的棕矮星时，天文学家只能希望探测到离太阳相对较近的这类天体。

　　为了帮助我们找到太阳最冷、最近的邻居，后院世界项目的天文学家求助于一个由10万多名公民科学家组成的全球网络。这些志愿者勤奋地检查数万亿像素的望远镜图像，以识别附近棕矮星和行星的细微运动。尽管机器学习和超级计算机取得了进步，但在寻找微弱的移动物体时，人眼仍然是无可替代的。

　　后院世界志愿者已经在太阳附近发现了1500多颗恒星和棕矮星；这一新发现代表了该样本中大约100个最冷的样本。迈斯纳说，这是任何公民科学项目的记录，20名公民科学家被列为这项研究的共同作者。

　　通过荷兰天文实验室的天文数据实验室，几十年来天文目录的可用性使得这些发现成为可能。