Τι είναι οι „κίτρινες μπάλες;“ Λίγο μετά το Έργο Milky Way (MWP) εκτοξεύτηκε τον Δεκέμβριο του 2010, οι εθελοντές άρχισαν να χρησιμοποιούν τον πίνακα συζητήσεων για να ρωτήσουν σχετικά με μικρά, στρογγυλά «κίτρινα» χαρακτηριστικά που εντόπισαν σε υπέρυθρες εικόνες που αποκτήθηκαν από το διαστημικό τηλεσκόπιο Spitzer. Αυτές οι εικόνες χρησιμοποιούν ένα μπλε-πράσινο-κόκκινο συνδυασμό χρωμάτων για να αναπαραστήσουν το φως σε τρία υπέρυθρα μήκη κύματος που είναι αόρατα στα μάτια μας. Η (απροσδόκητη) χαρακτηριστική εμφάνιση αυτών των αντικειμένων προέρχεται από την παρόμοια φωτεινότητα και έκτασή τους σε δύο από αυτά τα μήκη κύματος: 8 μικρά, που εμφανίζονται με πράσινο χρώμα και 24 μικρά, που εμφανίζονται με κόκκινο. Το κίτρινο χρώμα παράγεται όπου το πράσινο και το κόκκινο επικαλύπτονται σε αυτές τις ψηφιακές εικόνες. Η πρώιμη έρευνά μας για να απαντήσουμε στην ερώτηση των εθελοντών, «Τι είναι αυτές οι «κίτρινες μπάλες»;» πρότεινε ότι παράγονται από νεαρά αστέρια καθώς θερμαίνουν το περιβάλλον αέριο και τη σκόνη από την οποία γεννήθηκαν. Το παρακάτω σχήμα δείχνει την εμφάνιση μιας τυπικής κίτρινης μπάλας (ή YB) σε μια εικόνα MWP. Το 2016, το MWP κυκλοφόρησε ξανά με μια νέα διεπαφή που περιλάμβανε ένα εργαλείο που επέτρεπε στους χρήστες να αναγνωρίζουν και να μετρούν τα μεγέθη των YB. Από τότε που ανακαλύφθηκαν για πρώτη φορά τα YB, περισσότεροι από 20.000 εθελοντές συνέβαλαν στην αναγνώρισή τους και μέχρι το 2017, οι εθελοντές καταλόγισαν περισσότερα από 6.000 YB σε περίπου 300 τετραγωνικές μοίρες του Γαλαξία μας.
Νέες περιοχές σχηματισμού άστρων. Διεξάγαμε μια πιλοτική μελέτη 516 από αυτά τα YB που βρίσκονται σε μια περιοχή 20 τετραγωνικών μοιρών του Γαλαξία μας, την οποία επιλέξαμε για την επικάλυψη με άλλες μεγάλες έρευνες και καταλόγους. Η πιλοτική μας μελέτη έδειξε ότι η πλειονότητα των YB σχετίζεται με πρωτοσυστάδες – σμήνη πολύ νεαρών αστεριών που έχουν έκταση περίπου ένα έτος φωτός (μικρότερη από τη μέση απόσταση μεταξύ των ώριμων αστεριών.) Τα αστέρια στα πρωτοσμήνη εξακολουθούν να αναπτύσσονται συσσωρεύοντας βαρυτικά αέριο από τα περιβάλλοντα γέννησής τους. Τα YB που αντιπροσωπεύουν νέες ανιχνεύσεις περιοχών σχηματισμού άστρων σε ένα υποσύνολο 6 τετραγωνικών μοιρών της πιλοτικής περιοχής μας κυκλώνονται στη δίχρωμη (8 μικρά: πράσινο, 24 μικρά: κόκκινο) εικόνα που φαίνεται παρακάτω. Τα YB παρουσιάζουν ένα «στιγμιότυπο» αναπτυσσόμενων πρωτοσυστάδων σε ένα ευρύ φάσμα αστρικών μαζών και φωτεινότητας. Τα αποτελέσματα της πιλοτικής μας μελέτης υποδεικνύουν ότι η πλειονότητα των YBs σχετίζεται με πρωτοσμήνη που θα σχηματίσουν αστέρια μικρότερα από δέκα φορές τη μάζα του Ήλιου.
Τα YB εμφανίζουν μοναδικές «χρωματικές» τάσεις. Η αναλογία της φωτεινότητας ενός αντικειμένου σε διαφορετικά μήκη κύματος (ή αυτό που οι αστρονόμοι αποκαλούν «χρώμα» ενός αντικειμένου) μπορεί να μας πει πολλά για τις φυσικές ιδιότητες του αντικειμένου. Αναπτύξαμε ένα ημι-αυτόματο εργαλείο που μας επέτρεψε να διεξάγουμε φωτομετρία (μέτρηση της φωτεινότητας) των YBs σε διαφορετικά μήκη κύματος. Ένα ενδιαφέρον χαρακτηριστικό των νέων YB είναι ότι τα υπέρυθρα χρώματά τους τείνουν να διαφέρουν από τα υπέρυθρα χρώματα των YB που έχουν αντίστοιχα σε καταλόγους σχηματισμού τεράστιων άστρων (συμπεριλαμβανομένων αστεριών μεγαλύτερη από δέκα φορές μεγαλύτερης μάζας από τον Ήλιο). Εάν αυτό το προκαταρκτικό αποτέλεσμα ισχύει για τον πλήρη κατάλογο YB, θα μπορούσε να μας δώσει άμεση εικόνα για τις διαφορές μεταξύ περιβαλλόντων που παράγουν και δεν παράγουν τεράστια αστέρια. Θα θέλαμε να κατανοήσουμε αυτές τις διαφορές επειδή τα τεράστια αστέρια τελικά εκρήγνυνται ως σουπερνόβα που σπέρνουν το περιβάλλον τους με βαριά στοιχεία. Υπάρχουν πολλές ενδείξεις ότι το Ηλιακό μας Σύστημα σχηματίστηκε σε συντροφιά με τεράστια αστέρια.
Το παρακάτω σχήμα δείχνει μια «χρωματική γραφική παράσταση» από την προσεχή δημοσίευσή μας. Αυτό το σχήμα απεικονίζει τους λόγους της συνολικής φωτεινότητας σε διαφορετικά μήκη κύματος (24 έως 8 μικρά έναντι 70 έως 24 μικρά) χρησιμοποιώντας μια λογαριθμική κλίμακα. Οι αστρονόμοι χρησιμοποιούν αυτές τις γραφικές παραστάσεις χρώματος-χρώματος για να εξερευνήσουν πώς διαχωρίζονται τα χρώματα των άστρων με βάση τις φυσικές τους ιδιότητες. Αυτή η γραφική παράσταση χρώματος δείχνει ότι ορισμένα από τα YB μας συνδέονται με τεράστια αστέρια. αυτά τα YB υποδεικνύονται με κόκκινο χρώμα. Ωστόσο, ένας μεγάλος πληθυσμός των YB μας, που υποδεικνύονται με μαύρο χρώμα, δεν συσχετίζεται με κανένα αντικείμενο που είχε μελετηθεί προηγουμένως. Αυτά τα αντικείμενα βρίσκονται γενικά στο κάτω δεξιό μέρος της γραφικής παράστασης χρώματος-χρώματος, υποδεικνύοντας ότι είναι λιγότερο ογκώδη και πιο ψυχρά από τα αντικείμενα στο επάνω αριστερό μέρος. Αυτό υποδηλώνει ότι υπάρχει ένας μεγάλος αριθμός περιοχών σχηματισμού άστρων που δεν έχουν μελετηθεί προηγουμένως που έχουν ανακαλυφθεί από εθελοντές του MWP. Η επέκταση της πιλοτικής περιοχής μας στον πλήρη κατάλογο με περισσότερα από 6.000 YB θα μας επιτρέψει να προσδιορίσουμε καλύτερα τις φυσικές ιδιότητες αυτών των νέων περιοχών σχηματισμού άστρων.
Οι εθελοντές έκαναν εξαιρετική δουλειά μετρώντας τα μεγέθη YB! Οι εθελοντές του MWP χρησιμοποίησαν ένα κυκλικό εργαλείο για να μετρήσουν τα μεγέθη των YB. Για να εκτιμήσουμε πόσο στενά αντικατοπτρίζουν οι μετρήσεις των χρηστών την πραγματική έκταση της εκπομπής υπερύθρων από τα YB, συγκρίναμε τις μετρήσεις χρήστη με ένα μοντέλο 2D που μας επέτρεψε να ποσοτικοποιήσουμε τα μεγέθη των YB. Το παρακάτω σχήμα συγκρίνει τα μεγέθη που μετρήθηκαν από τους χρήστες με τα αποτελέσματα του μοντέλου για τα YB που ταιριάζουν καλύτερα στο μοντέλο. Υποδεικνύει μια πολύ καλή συσχέτιση μεταξύ αυτών των δύο μετρήσεων. Οι κάθετες πράσινες γραμμές δείχνουν τις αποκλίσεις σε μεμονωμένες μετρήσεις από τον μέσο όρο. Αυτό δείχνει τη «δύναμη του πλήθους» – κατά μέσο όρο, οι εθελοντές έκαναν εξαιρετική δουλειά μετρώντας τα μεγέθη YB!
Μείνετε συντονισμένοι… Το επόμενο βήμα μας είναι να επεκτείνουμε την ανάλυσή μας σε ολόκληρο τον κατάλογο YB, ο οποίος περιέχει περισσότερα από 6.000 YB που εκτείνονται στον Γαλαξία μας. Για να γίνει αυτό, βρισκόμαστε στη διαδικασία προσαρμογής του εργαλείου φωτομετρίας μας για να το κάνουμε πιο φιλικό προς τον χρήστη και να επιτρέψουμε σε φοιτητές αστρονομίας και πιθανώς ακόμη και σε επιστήμονες πολιτών να μας βοηθήσουν να ολοκληρώσουμε γρήγορα τη φωτομετρία σε ολόκληρο το σύνολο δεδομένων.
Μας πιλοτική μελέτη έγινε πρόσφατα δεκτό για δημοσίευση στο Astrophysical Journal. Μας πρώιμα αποτελέσματα στις ΥΒ παρουσιάστηκαν επίσης στο Astrophysical Journalκαι σε ένα άρθρο σε Σύνορα για Νεαρά Μυαλάένα περιοδικό για παιδιά και εφήβους.
