В феврале прошлого года в рамках линейки проектов Zooniverse был начат новый проект по поиску неизвестных движущихся объектов на снимках инфракрасного телескопа WISE. С 2009 года WISE передал несколько миллионов инфракрасных снимков всего неба (каждый участок неба отснят минимум по несколько десятков раз). Их анализ уже позволил профессиональным астрономам обнаружить наиболее тусклые и холодные коричневые карлики из известных, в том числе две ближайшие системы из них, которые находятся всего в 2 парсек от Солнечной Системы (3-ье и 4-ое место по близости к Солнечной Системе). Поначалу большую часть работы по анализу снимков выполняли компьютеры. В тоже время организаторы проекта Backyard Worlds: Planet 9 решили привлечь добровольцев для визуального анализа снимков. Это связано с тем, что как известно до сих пор компьютеры, как и люди неспособны проводить подобный поиск со 100% гарантией обнаружения. Кроме того стоит отметить, что исторически визуальный поиск через сравнение фотопластинок (блинкование) привел к открытию множества очень известных космических объектов, таких как Плутон, Хирон, Проксима Центавра, Летящая Барнарда и т.д.

    Для более удобной реализации визуального поиска в проекте Backyard Worlds: Planet 9 были использованы снимки телескопа WISE полосы W1 и W2 между началом 2010 года и серединой 2014 года. Для каждого участка неба из снимков были автоматически вырезаны постоянные источники света (хотя полностью это сделать невозможно, так как любая звезда является переменным объектом, а любое фотографирование осуществляется при различных условиях). После этого снимки были суммированы в анимации из 4 снимков. Для более удобного просмотра анимаций, они были разбиты на 1.2 миллионов кусков, каждый из которых представляет собой участок неба с шириной около 15 угловых минут или размером 256 пикселей. Чувствительность полученных анимаций позволяла обнаруживать объект с видимой яркостью всего 16.5 и 15.5 звездных величин в полосах W1 и W2. Суммирование снимков позволило улучшить чувствительность в поисках движущихся объектов больше чем на одну звездную величину. Пример анимации проекта Backyard Worlds: Planet 9, которая показывает движение самого холодного из известных коричневых карликов (WISE 0855-0714) на снимках космического телескопа WISE в течение 5 лет (перемещающееся яркое желто-красное пятно, расположенное к северо-западу от центра анимации):



   Для сравнения на оригинальных снимках телескопа WISE рекордно холодный коричневый карлик WISE 0855-0714 выглядит гораздо ярче (по причине того, что в анимациях происходит вычитание постоянной части суммы снимков – остаётся только переменная часть):



   Кроме рекордно низкой температуры поверхности WISE 0855-0714 отличается почти рекордной величиной собственного движения (3-ое место после Летящей Барнарда и звезды Каптейна – 8 угловых секунд в год). Красноватый цвет объекту придаёт то, что на более длинных волнах он ярче в отличие от большинства других астрономических объектов на снимках WISE (звезд главной последовательности). Спектры небесных тел с температурой от 400 до 3000 Кельвин:



   Цвет известных коричневых карликов на снимках телескопах WISE на момент начала проекта:



   Естественно при поиске похожих (но более тусклых) объектов на снимках встречается множество других движущихся объектов (известных или артефактов). Пример ещё одной анимации проекта с другим очень близким коричневым карликом спектрального типа Y0: WISE J220905.73+271143.9 (параллакс 147±11 mas, собственное движение 1373 mas в год):



   Пример движения тусклой звезды (NLTT 46506 с B=19.6 и собственным движением в 256 mas в год):



   На последнем примере хорошо видно, что обычные звезды главной последовательности обладают белым цветом в отличие от холодных коричневых карликов. Естественно движение ярких и более близких звезд видно гораздо лучше (пример близкой звезды с собственным движением 1211 mas в год):



   Участникам проекта предлагается отмечать на анимациях все тусклые объекты с заметным смещением. К примеру, изображение двух кандидатов в такие объекты на уже показанной анимации с WISE 0855-0714:



   Гипотетическая девятая планета в отличие от ближайших коричневых карликов должна обладать очень большим собственным движением с заметным параллактическим смещением. Пример подобной анимации:



   На вышеприведенной анимации на основе теоретических моделирований предполагают то, что девятая планета может быть синего цвета (в полосе W1 быть ярче, чем в полосе W2).

    Для ускорения проверки обнаруженных кандидатов в неизвестные движущиеся объекты участникам проекта предлагается проверять координаты кандидатов в SIMBAD и VizieR. Второй ресурс является гораздо более сложным для использования, чем первый (методы работы с этими базами данных хорошо показаны в двух видеозаписях здесь и здесь).

   Уже на 6-ой день начала проекта (21 февраля 2017 года) один из участников проекта (Bob Fletcher) заметил правдоподобный кандидат близкого Т-карлика с большим собственным движением (около 700 mas в год). 23 февраля другой участник проекта (Tamara Stajic) сообщила об этом кандидате через специальную форму, отметив в ней, что поиск в VizieRs показывает, что этот объект отмечен в каталоге AllWISE без классификации по спектральным типам. Три других участника проекта также заметили этот объект. Источник стал 117-ым объектом, о котором было сообщено через специальную форму.



    Организаторы проекта сразу же определили, что его нет на снимках обзора SDSS и в каталоге источников обзора 2MASS (позже выяснялось, что объект был зарегистрирован в каталоге отброшенных источников обзора 2MASS с регистрацией лишь в полосе J). Кроме того объект был обнаружен на снимках обзора PS1 в полосе y.

  Сдвиг объекта между первым и последним снимком анимации, которые разделены примерно 5-летним интервалом, составил всего 1.25 пикселя (размер приведенных ниже фрагментов 2.0х1.6 угловых минут):



   Вышеприведенные фрагменты показывают результат суммирования всех снимков WISE до и после перерыва в наблюдениях.
19 марта участникам проекта удалось получить спектр WISEA 1101+5400 с помощью спектрографа SpeX 3-метрового инфракрасного телескопа IRTF. Спектр с R=100 и длительностью почти в один час в диапазоне в 0.7-2.5 микрон позволил определить спектральный тип объекта как T5.5±0.5. На основе спектра была сделана оценка расстояния до объекта в 34±5 парсек.



   Объект WISEA 1101+5400 был обнаружен на снимках WISE лишь в полосе W2. По наблюдаемой яркости в полосе W2 новое открытие было почти на одну звездную величину тусклее, чем прошлые опубликованные находки в обзоре WISE:



   Для сравнения Кевин Луман в 2014 году поставил предел для существования неизвестных внешних планет Солнечной Системы в W2=14.5.

    Открытие уникального объекта с большим собственным движением (около 700 mas в год) позволяет оценить, что проект Backyard Worlds: Planet 9 может открыть 16-76 L-карликов, 46-118 T-карликов и 2-13 Y-карликов. Для сравнения в недавно опубликованном релизе DR2 телескопа Gaia есть только 1145 объектов с собственным движением больше 700 mas в год и 552 объектов с собственным движением больше одной угловой секунды в год. Отмечается, что научная работа с первым открытием проекта установила рекорд по скорости публикации среди всех проектов Zooniverse.

   В ходе проверки кандидатов широко используются данные других обзоров. Если объект виден не только в данных инфракрасных обзоров, но и на снимках Паломарского обзора, то вероятнее всего он является красным карликом. В противном случае речь идет о коричневом карлике. L-карлики легко обнаруживаются на снимках инфракрасного обзора 2MASS, в отличии от T- и Y-карликов. К моменту публикации первого подтвержденного объекта (WISEA 1101+5400) в мае 2017 года, в рамках проекта было найдено ещё 7 кандидатов в L-карлики и 5 кандидатов в T-карлики:



   В августе 2017 года в заявке для наблюдений на 3.5-метровом телескопе обсерватории Апач Пойнт организаторы проекта сообщали об обнаружении силами более 100 тысяч участников проекта >200 кандидатов в коричневые карлики с собственным движением больше 275 mas в год (из них 26 кандидатов могут являться Y-карликами, так как их цвет W2-W1>2.5). Для сравнения к настоящему времени известно только 25 Y-карликов и около 500 T-карликов. 9 кандидатов в Y-карлики наблюдались на северном телескопе Джемини.

   К концу 2017 года число подтвержденных коричневых карликов выросло до 8 (инфракрасная спектроскопия 9 кандидатов на 6.5-метровом телескопе Магеллан подтвердила, что 7 из них действительно являются коричневыми карликами). Спектральные классы подтвержденных коричневых карликов заключены от Т0 до Т8 (к последнему классу относятся двое подтвержденных кандидатов с оцениваемой температурой около 750 Кельвинов). Двое неподтвержденных кандидатов оказались субкарликами. В целом же число кандидатов в коричневые карлики к этому времени выросло до 337. К этому времени проект получил половину ночи (6 января) на 3.5-метровом телескопе обсерватории Апатч Пойнт (с использованием спектрографа TripleSpec) и две ночи (1-2 апреля) на 4-метровом телескопе Бланко (с использованием спектрографа ARCoIRIS).

   В наблюдательной заявке обсерватории Апач Пойнт от 4 января сообщается, что к этому времени проект обнаружил 24 высокоприотритетных кандидатов (из них 11 предлагается пронаблюдать 4 января с помощью инфракрасного спектрографа). В заявке обсерватории CTIO речь идет о 19 высокоприоритетных кандидатах.



 Распределение кандидатов найденных проектом к концу 2017 года (goodstuff означают приоритетные кандидаты для подтверждения). Источник.

   15 февраля 2018 года проекту исполнился один год. К этому времени было проведено 4.775 миллионов классификаций (для сравнения рубеж в 2 миллиона классификаций был преодолен всего через 10 суток после начала проекта), подано через специальную форму более 20 тысяч кандидатов (из них организаторы проекта отобрали для подтверждения 432 кандидатов). Среди перспективных кандидатов есть 38 кандидатов в Y-карлики. К этому времени организаторы проекта оценивают, что с помощью общедоступных снимков, возможно, найти более 800 новых коричневых карликов.

   Кроме того сообщается, что осенью 2017 года проект выиграл специальный грант от NASA Astrophysics Data Analysis Program, который позволяет проводить работу до 2020 года. Также проект выиграл пять ночей на 3-метровом телескопе IRTF и 4-метровом телескопе Бланко, что позволяет подтвердить около ста кандидатов. К этому времени удалось провести спектроскопию 20 кандидатов. Из них 17 действительно оказались коричневыми карликами спектральных типов от L2 до T9 c предполагаемым расстоянием в 17-64 парсек, два оказались субкарликами и лишь один кандидат не подтвердился (оказалось, что у него завышенное собственное движение). 5 подтвержденных коричневых карликов обладают необычными цветами (три аномально синие, два аномально красные). Предполагается, что трое из подтвержденных коричневых карликов могут находиться ближе 20 парсек (среди неподтвержденных ожидается, что 25 находятся ближе 20 парсек и 5 ближе 15 парсек). Первоначально ожидалось, что двое из проверенных коричневых карликов входят в состав молодых скоплений, однако дополнительные наблюдения это не подтвердили (среди непроверенных объектов есть ещё более 20 кандидатов в молодые коричневые карлики). Кроме того среди кандидатов есть пять возможных двойных систем (один из них оказался субкарликом).

   Отмечается, что весной проект был перезапущен с целью улучшения возможностей для поисков девятой планеты. В дальнейшем планируется добавить в анимации дополнительные два года наблюдений телескопа WISE.

  Весной 2018 года число отобранных кандидатов для проверки превысило 500. Проект получил время на самых лучших телескопах мира:

1)      Наблюдения в течение 5 орбит космического телескопа “Хаббл” в 25 цикле для изучения 5 кандидатов (фотометрия в фильтрах F125W и F105W).

2)      26.5 часов наблюдений на космическом телескопе “Спитцер” в 14 цикле для подтверждения собственного движения 65 кандидатов

3)      Кроме того твиттер проекта сообщает о получение наблюдательного времени на телескопах Кек и Магеллан.

   Так же сообщается, что среди кандидатов есть кандидат(ы) в Y2-карлики (к этому спектральном типу относится самый холодный коричневый карлик из известных – WISE 0855):

https://za-neptunie.livejournal.com/323093.html