Häufig gestellte Fragen

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Warum nennen wir sie „kühle Nachbarn“?

Braune Zwerge sind lichtschwache, sternähnliche Objekte, die nicht die nötige Masse erreicht haben, um in ihrem Kern Wasserstoff zu fusionieren. Sie sind jedoch gerade massiv genug, um dies mit Deuterium zu tun - einem Wasserstoffisotop, das aufgrund seiner höheren Masse leichter zu fusionieren ist. Infolgedessen strahlen sie nur eine winzige Menge Licht aus (hauptsächlich im Infrarotspektrum), viel weniger als bei einem typischen Stern. Braune Zwerge sind auch viel kühler als die Sonne (um einen Faktor von ~10)! Das Ziel dieses Projekts ist es, diese lichtschwachen Objekte in unserer kosmischen Nachbarschaft aufzuspüren. Aus diesem Grund nennen wir sie „Kühle Nachbarn“.

Was ist der Unterschied zwischen diesem Projekt und Backyard Worlds: Planet 9?

Das Projekt Backyard Worlds: Planet 9 dient in erster Linie der Suche nach einem vermuteten Planeten (bezeichnet als Planet Neun) in den äußeren Bereichen unseres eigenen Sonnensystems. Da sich ein solcher Planet sehr schnell über den Himmel bewegen würde, zeigen die Backyard Worlds: Planet 9 Daumenkinos „Differenzbilder“ - Bilder, bei denen alle unveränderlichen Sterne/Galaxien herausgerechnet werden, so dass nur die Himmelsobjekte übrig bleiben, die sich sehr schnell bewegen (oder ihre Helligkeit mit der Zeit verändern!). Dies ist nicht ideal für die Suche nach Braunen Zwergen in der Nachbarschaft der Sonne, da sie sich langsamer über den Himmel bewegen als Planet Neun. Um die Suche nach Braunen Zwergen zu optimieren, zeigt „Cool Neighbors“ daher Himmelsbilder ohne jegliche Subtraktion - alle normalen Sterne und Galaxien sind also noch vorhanden. Auf diese Weise lässt sich einfacher und schneller erkennen, wie sich ein Himmelsausschnitt im Laufe der Zeit verändert.

Ein weiterer wesentlicher Unterschied zu Backyard Worlds: Planet 9 ist, dass „Cool Neighbors“ eine „gezielte“ Suche ist. Während Backyard Worlds: Planet 9 zufällige Himmelsausschnitte zeigt, siehst du in Backyard Worlds: Cool Neighbors durch maschinelles Lernen vorausgewählte Himmelsausschnitte, mit Brauner Zwerg-Kandidaten in ihrem Zentrum. Da wir bei Cool Neighbors davon ausgehen, dass unsere Kandidaten in jedem „Subject“ zentriert sind, erlaubt uns dies auch die Verwendung eines viel enger gefassten, stärker vergrößerten Sichtfeldes als bei Backyard Worlds: Planet 9, was eine detailliertere visuelle Untersuchung ermöglicht.

Während das bestehende Projekt Backyard Worlds: Planet 9 bei der Entdeckung neuer Brauner Zwerge enorm hilfreich war, ist sein Arbeitsablauf der Sichtprüfung nicht für die Entdeckung von Braunen Zwergen optimiert. Mit dem optimierten Arbeitsablauf von Backyard Worlds: Cool Neighbors könnten wir in der Lage sein, hunderte oder tausende weitere substellare Objekte zu entdecken!

Wie sehen Braune Zwerge aus?

Wenn man diese Objekte in natura sehen könnte, wird vermutet, dass sie wie Jupiter aussehen und sogar ein violett-rotes Leuchten aufweisen könnten.

Da Braune Zwerge jedoch so klein sind und so wenig Licht aussenden, sind diese Objekte für uns nur sehr schwer zu entdecken. Auf den Teleskopbildern, bei deren Durchsicht wir eure Hilfe benötigen, erscheinen Braune Zwerge als kleine Punkte, die sich über ein Gebiet von ansonsten statischen Sternen bewegen. Sie können leicht orangefarben sein, aber das allein ist kein entscheidender Faktor. Im Benutzerhandbuch (der kleinen Registerkarte ganz rechts auf deinem Bildschirm) findest du einige Beispiele dafür, wie ein Brauner Zwerg aussieht!

Wie oft werde ich einen Braunen Zwerg entdecken?

Im Vergleich zu normalen („Hauptreihen-“) Sternen und Galaxien und sogar Bildartefakten sind Braune Zwerge sehr selten. WISE hat zum Beispiel Milliarden von Galaxien und normalen Sternen entdeckt, aber wahrscheinlich nur ein paar tausend Braune Zwerge. Um einen neuen Braunen Zwerg zu entdecken, musst du wahrscheinlich etwa 100-500 Daumenkinos („flipbooks“) durchsehen. Etwa 10 % unserer Daumenkinos enthalten bereits entdeckte, sich bewegende Objekte, damit du ein Gefühl dafür bekommst, wie ein echter „Mover“ aussieht. Außerdem hilft es unserem Forschungsteam, die Genauigkeit der Klassifizierungen, die wir erhalten, besser einzuschätzen.

Wie man die Website verwendet

Erste Schritte: Klicke oben rechts auf Klassifizieren. Du wirst zu unserem aktuellen Klassifizierungsablauf weitergeleitet! Dort kannst du uns bestimmen helfen, ob die Sterne, die du im Bild siehst, Braune Zwerge sind.

Klicke auf den Abspielknopf unten links am Bild, um die Animation zu starten, und achte auf Sterne, die sich über das Bild zu bewegen scheinen. Du kannst die Bilder mit den Tools in der rechten Leiste oder mit dem Mausrad (PC) verschieben und vergrößern.

Weitere Hilfe erhältst du, wenn du auf „Tutorial“ oder „Brauchst Du Hilfe?“ klickst. Du kannst auch das Benutzerhandbuch auf der rechten Seite zu Rate ziehen!

Ich glaube, ich habe einen „Mover“ gefunden. Was soll ich jetzt tun?
Als erstes solltest du überprüfen, ob der „Mover“ bereits in der astronomischen Literatur veröffentlicht wurde, indem du die unten beschriebenen Tools verwendest. Wenn du einen „Mover“ findest, der nicht in SIMBAD oder Gaia [*] aufgeführt ist, fülle bitte unser Meldeformular aus! Wenn du das Formular nicht ausfüllst, erfahren wir durch deine Klassifizierung trotzdem von deiner Entdeckung. Es könnte aber länger dauern, bis wir diese bearbeiten und prüfen.

[*] Wenn ein „Mover“ in Gaia mit ausgewiesenen Messwerten einer Gaia-Parallaxe oder -Eigenbewegung („proper motion“) vorhanden ist, dann betrachten wir ihn als ein bereits entdecktes, sich bewegendes Objekt, da er, sofern er sich in der Nähe des Sonnensystems befindet, wahrscheinlich in Katalogen/Publikationen wie dem Gaia Catalog of Nearby Stars (GCNS) erwähnt wird. Wenn du ein sich bewegendes Objekt gefunden hast, das in Gaia enthalten ist, aber keine Messwerte einer Gaia-Parallaxe- oder -Eigenbewegung aufweist, dann kannst du es melden. Beachte jedoch, dass die Erfassung in Gaia im Allgemeinen eine relativ warme Temperatur impliziert und daher eine relativ geringe Wahrscheinlichkeit besteht, dass ein solcher Mover vom Cool Neighbors-Wissenschaftsteam für vorrangige Folgebeobachtungen ausgewählt wird.

Wie verwende ich WiseView?
Der vielleicht einfachste (und schnellste) Weg zu prüfen, ob ein Objekt bereits veröffentlicht wurde, ist die Suche mit WiseView. WiseView ist ein Online-Tool, mit dem du dir Daumenkinos („flipbooks“) mit WISE-Daten, ähnlich den „Subjects“ in Zooniverse, ansehen kannst. Im Gegensatz zu den Daumenkinos von Zooniverse hast du in WiseView jedoch die Möglichkeit, eine Reihe von Einstellungen zu ändern, die in Zooniverse fest vorgegeben sind. Dazu gehören die Parameter „minbright“ und „maxbright“ (die den Kontrast des Bildes festlegen), das „sliding window“ (welches steuert, wie angrenzende Einzelbilder ineinander überblendet werden, um das Rauschen zu reduzieren) und das Gaia-Overlay. Gaia ist eine Datenbank mit bekannten Objekten am Nachthimmel.

Wir haben für jedes „Subject“ einen Link zur WiseView-Website auf der Registerkarte „Metadaten“ hinzugefügt. Wenn du auf diesen Link klickst, ist standardmäßig das Gaia-Overlay aktiviert. Wenn du in einem Zooniverse-Daumenkino einen „Mover“ findest, sollten du in WiseView nachsehen, ob ein grüner Punkt über dem Objekt erscheint. Wenn dies der Fall ist, bedeutet es, dass das Objekt bereits in der Gaia-Datenbank bekannt ist. Wenn kein grüner Punkt erscheint, hast du vielleicht ein neues Objekt gefunden! Überprüfe die anderen Datenbanken weiter unten und ziehe in Erwägung, ein Move-In Formular auszufüllen.

Wie verwende ich SIMBAD? SIMBAD (the Set of Identifications, Measurements, and Bibliography for Astronomical Data) ist eine praktische, wenn auch komplizierte, von professionellen Astronomen genutzte und für uns bei Backyard Worlds: Cool Neighbors unverzichtbare Datenbank astronomischer Objekte. In diesem Blogbeitrag wird ausführlich erklärt, wie man damit prüfen kann, ob ein gefundenes Objekt bereits bekannt ist oder es sich möglicherweise um eine Neuentdeckung handelt.

Wir haben einen SIMBAD-Direktlink zu dem Objekt, das du auf Zooniverse betrachtest, in die Metadaten des „Subjects“ aufgenommen. Du erreichtst ihn, indem du auf die Schaltfläche (i) unten rechts am Daumenkino („flipbook“) und dann auf den SIMBAD-Link klickst.

Wenn SIMBAD nur ein Objekt auf dem von dir betrachteten Bild bekannt ist, wirst du direkt zu einer Seite mit Informationen zu genau diesem geleitet. Andernfalls zeigt SIMBAD eine Liste astronomischer Objekte an, die in aufsteigender Entfernung zum Zentrum des Sichtfelds aufgelistet sind. Klicke auf die Links, um mehr über die Objekte zu erfahren, die SIMBAD erfasst! Wenn SIMBAD keine Objekte aufführt, hast du vielleicht ein ganz neues gefunden! Willst du über „Subjects“ im entsprechenden Bereich „Diskutieren“, solltest du die Schlagwörter („tags“) #insimbad bzw. #notinsimbad verwenden.

SIMBAD verwendet in seinen Tabellen eine lange Liste von Abkürzungen. Zum Beispiel PM* = Stern mit hoher Eigenbewegung („proper motion“), BD* = Brauner Zwerg („brown dwarf“), BD? = Brauner Zwergkandidat, WD* = Weißer Zwerg. Mehr über SIMBAD erfährst du in dessen Benutzerhandbuch

Eine der nützlichsten Funktionen von SIMBAD ist, dass es für jedes Objekt im Katalog eine Liste von veröffentlichten Publikationen aufruft, in denen dieses Objekt erwähnt wird. Scrolle nach unten, damit im letzten Viertel der Seite die „References“ erscheinen. Mit einem Klick auf „sort references“ kannst du die Titel der Publikationen – sofern sie existieren – anzeigen lassen, in denen dein bevorzugtes Objekt erwähnt oder besprochen wurde. Du solltest diese durchsehen. Es ist durchaus möglich, dass dein Objekt bereits im Mittelpunkt einer großen internationalen Debatte steht - oder dass es zumindest eine kleine Rolle als Kalibrator oder astrometrische Referenz gespielt hat.

Wie verwende ich VizieR? Wenn du in SIMBAD nicht fündig wirst, kannst du VizieR verwenden, um eine erweiterte Liste astronomischer Kataloge abzufragen – so ziemlich alle Kataloge, die veröffentlicht wurden! Eine viel ausführlichere Einführung in VizieR findest du in diesem Blogbeitrag. Hier aber ein paar grundlegende Tipps.

Wie schon bei SIMBAD findet sich ein VizieR-Link zu dem Objekt, das du auf Zooniverse betrachtest, in der Registerkarte Metadaten des „Subjects“

Im Gegensatz zu SIMBAD zeigt VizieR dir VIELE Quellenlisten. Eine für jeden der vielen Kataloge, die es durchsucht. Jede Liste ist nach der Entfernung zur gesuchten Position angeordnet (entweder den von dir festgelegten Koordinaten oder dem Zentrum des Sichtfeldes). Jeder durchsuchte Katalog hat seinen eigenen Schwerpunkt und seine Einschränkungen, so dass du dich vielleicht etwas einlesen musst, um dieses leistungsstarke Tool optimal nutzen zu können. Versuche, die Suchergebnisse nach Hinweisen auf Eigenbewegung („proper motion“) zu durchsuchen, da du höchstwahrscheinlich ein sich bewegendes Objekt identifiziert hast. Du kannst die Seite z. B. nach den Buchstaben „pm“ durchsuchen und nach Objekten mit einer Eigenbewegung von mehr als 100 mas/yr Ausschau halten. Oft wirst du „pmRA“ für Eigenbewegung in der Rektaszension und „pmDE“ für Eigenbewegung in der Deklination sehen. Wenn du etwas findest, das nicht in VizieR erfasst ist, melde es bitte im Bereich „Diskutieren“ mit dem Schlagwort („hashtag“) #notinvizier.

Hinweis: Wenn du dein Objekt in VizieR, aber nicht in SIMBAD oder Gaia findest, übermittle es bitte trotzdem per Move-In.

Hinweis: Den Eigenbewegungen („proper motions“) im AllWISE-Katalog auf VizieR ist nicht zu trauen. Sie sind bedingt durch großes Messrauschen oft unrealistisch hoch.

Wie groß sind die Bilder, die ich mir anschaue? Jedes Bild ist 43 × 43 Pixel groß, und jedes Pixel hat einen Durchmesser von 2,75 Bogensekunden. Die Bilder sind also etwa 120 mal 120 Bogensekunden groß, umgerechnet 2 mal 2 Bogenminuten oder 0,03 mal 0,03 Grad.

Was soll ich tun, wenn ich mehr als einen „Mover“ in einem Daumenkino sehe?
Wenn du mehr als einen Mover erkennst, beantworte die Frage wie bei einem einzelnen Mover mit „Ja“. Überprüfe die WiseView- und SIMBAD-Links in den Metadaten, um festzustellen, ob diese „Mover“ bereits bekannt sind. Wenn nicht, solltest du ein Move-In-Formular für die Objekte ausfüllen!

Was soll ich tun, wenn ich einen „Mover“ sehe, er aber nicht in der Nähe des Bildmitte ist?
Wir haben unsere Klassifizierungsfrage so formuliert, dass wir hoffen, dass es für dich so einfach wie möglich ist, die meisten „Mover“ zu erkennen. Unser „Maschinenlern-Algorithmus“ arbeitet jedoch nicht immer perfekt. Wenn du einen „Mover“ außerhalb der Bildmitte entdeckst, kannst du wie gewohnt mit "Ja" antworten. Erwäge außerdem, eine Diskussionsseite zu diesem „Subject“ zu erstellen.

Zwischen Artefakten und Objekten unterscheiden

Der Umgang mit realen Daten stellt dich als „Jäger der Braunen Zwerge“ vor eine Reihe von Herausforderungen bei der Klassifizierung, die du berücksichtigen musst. Daher ist es wichtig, dass du in der Lage bist, zwischen Artefakten in den Daten und den wirklichen Braunen Zwergen, die wir entdecken wollen, zu unterscheiden.

Geister

Detektorrauschen und -defekte können orangefarbene und/oder sich bewegende Objekte vortäuschen und daher als „falsche“ Brauner Zwerg-Kandidaten erscheinen. Hier ist ein Beispiel, ein sogenannter „Geist“ in den WISE-Daten:

Siehe dieses Beispiel

Er sieht sehr orange aus, hat aber ein seltsames, donutförmiges Aussehen, das sich von der Form der Sterne auf den Bildern unterscheidet, weshalb wir wissen, dass es sich nicht um einen echten Braunen Zwerg handeln kann. Wenn du diesem Link folgst, kannst du sehen, dass dieser „Geist“ von einem hellen Stern verursacht wird, der sich in dieser Animation einfach „außerhalb des Sichtbereichs“ befindet.

Beugungsspitzen

Wenn Licht in das WISE-Teleskop eintritt, wird es durch die Trägerstruktur des Sekundärspiegels gebeugt. Daher sind in einigen der Bilder, die du durchsuchen wirst, diese Artefakte in der Nähe heller Sterne zu sehen. In diesem Beispiel überlagert eine Beugungsspitze von einem nahen, hellen Stern einen anderen Stern (den schwarzen Punkt in der Mitte des Bildes):

Siehe dieses Beispiel

Klicke auf „Siehe dieses Beispiel“ und versuche den Stern zu finden, der diese Beugungsspitze erzeugt!

Dichte Felder

Obwohl es sich nicht um ein Artefakt handelt, können „dichte Felder“ - Bereiche des Himmels wie die Ebene der Milchstraße mit vielen Sternen - sowohl für Computerprogramme als auch für Menschen schwieriger zu erfassen sein. Hier ist ein Beispiel eines dichten Feldes, das auch einen orangefarbenen Braunen Zwerg in der Nähe der Bildmitte zeigt, der sich nach rechts unten bewegt:

Siehe dieses Beispiel

Auch wenn dies die typischen Kategorien von Artefakten darstellen, gibt noch einige andere, die du bei der Klassifizierung antreffen könntest. Im Benutzerhandbuch findest du weitere Informationen!

Gibt es eine ausführlichere Anleitung zur Unterscheidung von „Mover“ und Artefakten sowie bekannten und unbekannten Braunen Zwergen?

Ja! Der bekannte Bürgerforscher*in („citizen scientist“) Leopold Gramaize hat diese unglaublich hilfreiche Anleitung mit sehr detaillierten Ratschlägen/Anweisungen erstellt.

Warum interessieren wir uns für Braune Zwerge?

Braune Zwerge sind das Bindeglied zwischen der Stern- und Planetenentstehung. Sie haben physikalische Eigenschaften, die sich mit denen von Sternen und Planeten überschneiden. Indem wir ihre Anzahl ermitteln und ihre Masse bestimmen, können wir etwas über die Entstehung von Sternen, Planeten und Galaxien lernen. Kühle Braune Zwerge sind besonders praktisch, weil wir sie als Vergleichsobjekte zu Exoplaneten heranziehen. Sie haben die gleiche Größe wie Jupiter und manchmal die gleiche Temperatur wie dieser oder sogar wie die Erde, sind aber viel einfacher zu untersuchen als Exoplaneten, weil sie keine hellen Sterne umkreisen, die sie überstrahlen würden. Daher können wir sehr detaillierte Informationen über ihre Atmosphären erfassen, die uns Aufschluss über ihre Zusammensetzung, Rotation, Wolken, Stürme und sogar magnetische Eigenschaften geben. Einige Braune Zwerge haben sogar Planeten, die sie umkreisen. Wir hoffen, gemeinsam mit dir in diesem Citizen-Science-Projekt exotische Braune Zwerge mit Wolkenstrukturen zu entdecken, die uns helfen, die Vielfalt der Atmosphären von Exoplaneten zu verstehen. Mehr dazu erfährst du in Jackie Fahertys Blogbeitrag.

Wie viele Braune Zwerge erwarten wir zu finden?

Wir gehen davon aus, dass wir im Rahmen des Projekts "Backyard Worlds: Cool Neighbors" zwischen mehreren hundert und 1.000 neue Braune Zwerge finden werden.

Wie viele Braune Zwerge sind bereits bekannt?

Bis heute wurden etwa 3.000 entdeckt. (Quelle)

Was sind M-Zwerge, L-Zwerge, T-Zwerge und Y-Zwerge?

Wie Sterne werden auch Braune Zwerge anhand der Absorptionslinien in ihren Spektren klassifiziert, die auf ihre Oberflächentemperaturen hinweisen. M-Zwerge liegen bei etwa 3500-2100 K, L-Zwerge bei 2100-1300 K, T-Zwerge bei 1300 K bis etwa 600 K und Y-Zwerge sind vermutlich kühler als 600 K. Da Braune Zwerge alle etwa gleich groß sind, gilt: je niedriger die Temperatur, desto lichtschwächer der Braune Zwerg. Die „Typen“ der Braunen Zwerge sind eine Fortsetzung der Abfolge der Sterntypen. Die vollständige Liste der Typen lautet O, B, A, F, G, K, M, L, T, Y. Jeder Typ hat Untertypen, die durch Nummern gekennzeichnet sind und feinere Temperaturunterschiede beschreiben. Ein T6-Zwerg ist zum Beispiel kühler als ein T3-Zwerg. Sowohl Sterne als auch braune Zwerge können M-Zwerge sein. Braune Zwerge werden im Allgemeinen nicht heißer als etwa M6.

Welcher ist der nächstgelegene bekannte Braune Zwerg?

Ein Paar Brauner Zwerge mit der Bezeichnung Luhman 16 oder WISE 1049-5319 befindet sich 6,52 Lichtjahre (1,99 Parsec) von der Sonne entfernt. Sie sind die nächsten bekannten Braunen Zwerge. Vielleicht entdeckst du ja einen, der noch näher ist. Dieses Diagramm zeigt die Positionen der nächstgelegenen Sterne und Braunen Zwerge:

(NASA/Penn State University)

Welches ist das langsamste Objekt, das wir mit WISE-Daten entdecken können?

Im Wesentlichen können wir eine Bewegung von etwa 1 Pixel „sehen“. Dies entspricht in etwa:

2,75 Bogensekunden / 10 Jahre = 0,275 Bogensekunden pro Jahr.

Welcher Stern ist der Sonne am nächsten?

Proxima Centauri ist der nächste bekannte Stern in der Nähe der Sonne. Er scheint das schwächste Mitglied eines Systems von drei Sternen zu sein, das Alpha Centauri genannt wird, weshalb er auch den Namen Alpha Centauri C trägt. Findest du es nicht seltsam, dass der nächste bekannte Stern näher ist, als der nächste bekannte Braune Zwerg? Wir finden schon…

Wie rechne ich zwischen Gaia-Parallaxe und Entfernung vom Sonnensystem um?

In den Katalogen von Gaia wird die Parallaxe in Millibogensekunden angegeben. Die Umrechnung von der Gaia-Parallaxe in Millibogensekunden in die Entfernung vom Sonnensystem in Parsecs lautet wie folgt:

Entfernung in Parsec = 1000 / (Parallaxe in Millibogensekunden)

Eine große Parallaxe bedeutet, dass ein Objekt nahe ist, und eine kleine Parallaxe bedeutet, dass ein Objekt weit entfernt ist. Ein Gaia-Parallaxenwert von 50 Millibogensekunden entspricht einer Entfernung von 20 Parsec (~65 Lichtjahre) vom Sonnensystem, was nach astronomischen Maßstäben sehr nahe wäre. Eine Gaia-Parallaxe von 5 Millibogensekunden (manchmal als „mas“ abgekürzt) entspricht einer Entfernung von 200 Parsec. Im Allgemeinen sind wir bei Cool Neighbors am meisten an Zwergen interessiert, die sich innerhalb einer Entfernung von ~100 Parsec des Sonnensystems befinden. Weitere Hintergrundinformationen zur Parallaxe findest du in der Wikipedia.