【摘要】 在这幅图中，白色的小球体代表一颗白矮星（一颗死去已久的类太阳恒星的残余物），而前景物体是它新发现的褐矮星伴星，是由参与美国宇航局资助的一个项目的公民科学家发现的。后院世界：第九行星。 图片来源：NOIRLab/NSF/AURA/P。Mar...

在这幅图中，白色的小球体代表一颗白矮星（一颗死去已久的类太阳恒星的残余物），而前景物体是它新发现的褐矮星伴星，是由参与美国宇航局资助的一个项目的公民科学家发现的。后院世界：第九行星。 图片来源：NOIRLab/NSF/AURA/P。Marenfeld/致谢：William Pendrill

使用美国宇航局设计的软件程序，公众帮助识别了潜伏在我们宇宙附近的一系列褐矮星——有时被称为失败的恒星。

直到现在我们还从未见过太阳最近的邻居。在一项新的研究中，天文学家报告发现了 95 个被称为棕矮星的天体，其中许多距离太阳几十光年以内。它们远离太阳系，因此不会受到来自太阳的热量，但仍然居住在天文学家认为是我们宇宙邻居的区域。该系列代表了这些物体的一些已知最冷的例子，它们的大小介于行星和恒星之间。

公众通过后院世界：第 9 号行星帮助实现了这些发现，这是一个由美国宇航局资助的公民科学项目，是志愿者和专业科学家之间的合作。Backyard Worlds 整合了来自 NASA 近地天体广域红外勘测探测器 ( NEOWISE ) 卫星的数据以及 2010 年至 2011 年间以之前的名称WISE收集的全天观测数据。来自美国宇航局退役的斯皮策太空望远镜和美国国家科学基金会NOIRLab设施的数据也在分析中发挥了重要作用。

美国国家科学基金会 NOIRLab 的助理科学家、描述棕矮星的研究的主要作者亚伦·迈斯纳 (Aaron Meisner) 表示：“大量的现代数据集可以解锁具有里程碑意义的发现，令人兴奋的是这些发现可以首先被公民科学家发现。” “这些后院世界的发现表明，公众可以在重塑我们对太阳能社区的科学理解方面发挥重要作用。”

为什么这些褐矮星很重要

棕矮星的质量不足以像恒星一样为自己提供动力，但仍然比行星重许多倍。尽管有它们的名字，但如果近距离观察，棕矮星实际上会在人眼中呈现洋红色或橙红色。虽然褐矮星可能非常热，甚至高达数千华氏度，但许多新发现的褐矮星的温度比水的沸点还要低。有些甚至接近地球的温度，并且温度足够低，可以容纳水云。

温度低的棕矮星直径也很小，因此在可见光下很暗。尽管如此，它们还是以红外光的形式释放热量，这种红外光对人眼来说是不可见的，但可以被 NEOWISE 和 Spitzer 等望远镜探测到。对于像本研究中的冷褐矮星来说，红外信号也很微弱，因此它们离太阳系越近就越容易被发现。

发现和表征太阳附近的天体对于我们理解我们在宇宙中的位置和宇宙的历史至关重要。由于温度相对较低，这些新发现的褐矮星代表了褐矮星种群中长期以来寻找的缺失环节。

2014 年，科学家利用 NASA WISE 任务的红外光数据发现了已知最冷的褐矮星，名为 WISE 0855。WISE 0855 约为负 10 华氏度，即负 23 摄氏度。没有其他褐矮星能接近该天体的低温。一些研究人员想知道 0855 是否实际上是一颗流氓系外行星——一颗起源于恒星​​系统但被踢出轨道的行星。这批新的褐矮星，以及最近使用 NEOWISE 和 Spitzer 发现的其他褐矮星，将 0855 置于背景之中。

“我们的新发现有助于将 0855 与其他已知褐矮星之间的联系联系起来，”后院世界首席研究员、美国宇航局科学任务理事会公民科学官员、天体物理学家马克·库赫纳 (Marc Kuchner) 说。库赫纳还是马里兰州格林贝尔特美国宇航局戈达德太空飞行中心的天体物理学家。

由于相同的物理过程可能会形成行星和棕矮星，因此新发现为研究太阳系以外的世界提供了前景。

纽约美国自然历史博物馆的合著者杰基·法赫蒂（Jackie Faherty）说：“这篇论文证明太阳系邻域仍然是未知领域，公民科学家是优秀的天文制图师。” “将最冷的褐矮星绘制到最低质量的地图为我们提供了对低质量恒星形成过程的重要见解，同时为详细研究木星类似物的大气层提供了目标清单。”

专业科学家和公民科学家如何合作

为了帮助找到太阳最冷、最近的邻居，“后院世界”项目的专业天文学家求助于由超过 100,000 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，以识别褐矮星的微妙运动。尽管机器学习和超级计算机具有强大的能力，但在搜索望远镜图像中寻找移动物体时，人眼是无法替代的。对于这组新的褐矮星，来自 10 个不同国家的 20 名公民科学家被列为该研究的共同作者。

“这将是我作为合著者的第一篇科学论文，它的出版肯定会成为迄今为止与 Backyard Worlds 合作的亮点，”密苏里州斯普林菲尔德的公民科学家莱斯·哈姆雷特 (Les Hamlet)说道。自 2017 年以来一直在后院世界举办。“此外，通过这篇论文以某种方式与现已退役的斯皮策太空望远镜建立联系对我来说也很特别。”

Backyard Worlds 志愿者主要检查 WISE 和 NEOWISE 观测生成的天空图。然后，参与者搜索其他档案数据集，例如来自基特峰国家天文台的 Nicholas U. Mayall 4 米望远镜和 Cerro Tololo 美洲天文台的 Víctor M. Blanco 4 米望远镜（NSF 的 NOIRLab 项目）的数据集。美国宇航局 (NASA) 于 2020 年 1 月退役的斯皮策望远镜提供了重要的褐矮星温度估计。研究结果将发表在《天体物理学杂志》上。

Backyard Worlds 志愿者已经在太阳附近发现了 1,500 多个寒冷世界。新发现的 95 颗褐矮星是迄今为止通过公民科学项目发现的此类天体的最大样本。

除了 Backyard Worlds 志愿者的不懈努力外，NOIRLab 的 Astro Data Lab 科学平台在这项研究中也发挥了重要作用。

“后院世界”项目的方法——在大型数据集中寻找稀有物体——也是 Vera C. Rubin 天文台的目标之一，Vera C. Rubin 天文台是一个 NSF/能源部设施，目前正在智利阿塔卡马沙漠的 Cerro Pachón 建设。鲁宾天文台将在十年内每三个晚上对整个南部天空进行成像，提供大量数据，为天体物理研究提供新的方法。

后院世界的新发现也凸显了斯皮策揭示太阳最酷邻居的开创性遗产。美国宇航局即将推出的詹姆斯·韦伯太空望远镜也将成为检查褐矮星的强大工具，以更深入地了解这些神秘物体以及它们可以揭示有关行星及其大气层形成的信息。

关于后院世界：第九行星

由 NASA 资助的“后院世界：第九号行星”项目正在进行中，任何人都可以加入探索航天器数据中寻找更多神秘物体的行列

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