Nel 1930, l'astronomo Clyde Tombaugh identificò per la prima volta Plutone. Tombaugh fece la sua scoperta usando un dispositivo chiamato un comparatore, che si basa su una tecnica semplice ma elegante: guarda due immagini di un campo stellare e confrontale. Se un oggetto si muove, è un pianeta o un asteroide. Circa due anni fa, Jackie Faherty, uno scienziato dello American Museum of Natural History, decise di aggiornare la tecnica di Tombaugh per l'era digitale.
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Il team di Faherty ha creato un sito Web che consentirebbe ai dilettanti di utilizzare dati astronomici reali per trovare questi oggetti che normalmente potrebbero perdersi. L'idea, afferma, era quella di utilizzare i dati dei telescopi spaziali e di Internet per coinvolgere i non scienziati nella caccia di nuovi oggetti ai margini del sistema solare e le stelle vicine chiamate nane brune che riempiono il quartiere galattico entro 100 anni luce.
A febbraio, il sito web di Backyard Worlds: Planet 9 lampeggiava online.
Backyard Worlds vanta già una vera scoperta scientifica: un nuovo nano bruno (un corpo celeste la cui massa si trova tra un grande pianeta e una piccola stella) la cui scoperta è stata delineata a maggio in Astrophysical Journal Letters con quattro scienziati cittadini elencati come coautori. Un altro documento è in lavorazione, poiché le scoperte fatte attraverso il sito sono confermate.
A prima vista, il progetto di Faherty sembra una vittoria per la scienza amatoriale. Ma Faherty setola a quel termine. “Non li chiamerei dilettanti. Erano cittadini curiosi che non avrebbero mai pensato all'astronomia prima ”, afferma Faherty, aggiungendo che il suo progetto riguarda la democratizzazione della scienza e della caccia al mondo. "La capacità di battere le palpebre e rilevare il movimento non ha nulla a che fare con l'ottenimento di un dottorato di ricerca."
Guardando all'infrarosso
I dati per Backyard Worlds provengono dalla Wide Survey Infrared Survey Mission (WISE) della NASA. Lanciato nel 2009, il telescopio in orbita scruta nello spazio a lunghezze d'onda infrarosse, permettendogli di trovare stelle molto fioche, nane brune o altri corpi che non brillano intensamente con la propria luce come fanno le vere stelle. Ci sono circa 747 milioni di oggetti nel catalogo di WISE, raccolti in diversi anni di sondaggi.
Oltre alle prove dell'influenza gravitazionale su altri pianeti, questo è probabilmente il modo in cui gli astronomi alla fine rintracceranno il sfuggente Pianeta 9, se in realtà esiste.
Marc Kuchner, un astrofisico del Goddard Space Flight Center della NASA e il principale investigatore di Backyard Worlds, ha affermato che i computer sono bravi a raccogliere oggetti quando ce n'è solo uno nel frame, ma gli umani sono molto più bravi a trovarne uno in un campo affollato. I computer possono essere fuorviati dal "rumore" nell'immagine, dal fatto che WISE stesso non è a una temperatura di zero assoluto, raggi cosmici vaganti e diffrazione della luce.
Inserisci: Backyard Worlds. Sul sito Web è possibile vedere un "libro a fogli mobili" di quattro immagini, mostrate in rapida successione. Se vedi qualcosa che si muove, puoi taggarlo con uno strumento di marcatura, chiedere se qualcuno lo ha già visto in un forum online e verificarlo con oggetti noti. È così che Bob Fletcher, un insegnante di scienze a Hobart, in Tasmania, inizialmente individuò il nano bruno nel giornale astrofisico Journal Letters .
"Se avessi chiesto a me di 10 anni cosa volevo fare da grande, avrei detto che avrebbe contribuito a fare una scoperta scientifica", dice ora via e-mail. Continua: "Il progetto Backyard Worlds mi ha attirato molto presto, dal momento che riguardava un soggetto accattivante e la possibilità di nuove scoperte. Ricordo distintamente di aver visto l'oggetto che sarebbe diventato la scoperta del nano bruno poiché si distingueva chiaramente come un oggetto lampeggiante stazionario. " Più tardi, dice, Kuchner lo ha mandato per email.
Jackie Faherty, uno scienziato del personale presso l'American Museum of Natural History e il cervello dietro Backyard World. (Per gentile concessione di Jackie Faherty) Backyard Worlds ha avuto le sue origini circa tre anni fa, afferma Kuchner. Mentre lo ricorda: "Un giorno Jackie si avvicina e dice: 'Quindi stai guardando i dati WISE, perché non cercare oggetti che si muovono, perché potrebbero essere nani marroni.' E ho detto, sì, dovremmo farlo, e ce ne siamo dimenticati per un anno o due. "
Nel 2016, l'eccitazione che circonda la possibile scoperta di Planet 9 ha riacceso il suo interesse per la proposta di Faherty. Fu allora che si rese conto che la ricerca di oggetti in movimento poteva anche rintracciare Planet 9 e le nane brune. "Ma non sarebbe successo senza l'idea intelligente di Jackie", dice.
Scansionare mondi lontani non è senza ragione; richiede una certa capacità di riconoscimento del modello e pazienza. Non ogni punto che si muove è un mondo. Il coinvolgimento di decine di migliaia di utenti, tuttavia, ha prodotto un documento in pochi mesi, piuttosto veloce per questo tipo di lavoro scrupoloso. Backyard Worlds è gestito sotto l'egida di Zooniverse, un insieme di circa 100 progetti scientifici di cittadini. Kuchner ha affermato che il giornale Astrophysical Journal Letters è stato il più veloce che nessuno di loro abbia mai prodotto opere pubblicate.
Strada improbabile
Per Faherty, Backyards Worlds è molto più di un divertente progetto astronomico. Si tratta anche di raggiungere persone che normalmente non si collegherebbero con la scienza, un obiettivo vicino a casa, vista la sua improbabile strada per diventare una scienziata. "Penso costantemente di avere accesso all'istruzione, alla scienza", afferma Faherty.
Faherty è cresciuta nel nord del New Jersey — Paterson, Glen Rock e Ridgewood — fino a quando aveva circa 11 anni e la famiglia si trasferì nello stato di New York. Paterson era ed è molto una città della classe operaia, dice. Vivevano in una casa condivisa con la famiglia allargata. "C'era questa piccola stanza con tutti i nostri cugini", ricorda. "Abbiamo vissuto lì perché dovevamo".
Era doppiamente difficile perseguire l'istruzione superiore nella scienza come donna, perché c'erano pochi modelli di ruolo. Sua madre ha ottenuto un diploma di associato e nessuno da quel lato della famiglia è andato al college. Venendo da una piccola città agricola a Puerto Rico, il solito percorso era sposarsi giovane.
"Soprattutto per le giovani ragazze latine, è molto difficile guardare tutto ciò che vede e prendere la decisione che farà qualcosa di simile a quello che ho fatto", dice ora.
Ecco perché, quando è andata al college, il suo obiettivo iniziale era quello di essere un agente di cambio. "Non volevo diventare uno scienziato", ha detto. “Volevo davvero solo fare soldi. Sono stato bravo in matematica ma non sono stato incoraggiato a fare scienza ".
Quindi Faherty ha visto il film di fantascienza Contact, in cui una donna astronoma (interpretata da Jodie Foster) scopre un segnale proveniente da una civiltà aliena e usa le istruzioni in esso contenute per costruire un trasporto interstellare. Qualcosa ha cliccato. "Era la prima volta, forse l'unica volta in cui una donna era in testa in uno sforzo scientifico realistico", dice ora. "Non avevo realizzato che fosse una possibilità prima."
Faherty si gettò nelle scienze. Tuttavia, piuttosto che incoraggiamento, le fu detto che non aveva le basi per fare scienza. “Sono entrato nella sedia dell'ufficio del dipartimento di fisica e ho detto che stavo cambiando major. Non era per quello. ”Le disse che era troppo indietro, e inizialmente ha lottato con il materiale. "Mi è stato detto che non potevo tagliarlo e avrei dovuto uscire. Non ho ascoltato."
Si tuffò nei corsi introduttivi e andò dai tutor per aiutarla comunque con la fisica. Quando si è laureata presso l'Università di Notre Dame con i suoi studi di laurea in scienze fisiche, ha superato anche le sue stesse aspettative: ha vinto l'eccezionale Undergraduate Research Award per la ricerca universitaria. Nel 2010, ha conseguito il dottorato presso la Stony Brook University.
Successivamente, Faherty continuò a seguire il suo fascino per la natura intermedia di nani bruni, che potevano essere classificati come pianeti se fossero in orbita attorno a un'altra stella. Ha co-fondato il gruppo di ricerca di Brown Dwarf a New York con Emily Rice, una professoressa di ingegneria e fisica presso il College of Staten Island e Kelle Cruz, una professoressa di astronomia presso il Hunter College.
Faherty pensava che l'accoglienza iniziale da parte della cattedra di fisica avrebbe potuto avere a che fare con il fatto che lei fosse una donna, anche se lei afferma che non è mai stato chiaro. La fisica e l'astronomia sono entrambi notoriamente campi dominati dagli uomini. La National Science Foundation rileva che tra il 1973 e il 2012 circa 25.668 dottorati di fisica sono andati a uomini e 22.172 di questi uomini erano bianchi. Solo 3.291 dottorandi sono andati a donne di qualsiasi razza; Le donne ispaniche ne costituivano solo 106.
Le statistiche NSF del 2014 sono leggermente migliori. Nelle scienze fisiche dei 2.823 dottorati assegnati 1.917 sono stati assegnati a uomini, 906 sono stati assegnati a donne e c'erano solo 45 donne ispaniche o latine in quel gruppo. Anche il team di Backyard Worlds riflette questo: Faherty è l'unica donna della squadra.
È qualcosa di cui anche i suoi colleghi sono consapevoli. "La comunità scientifica non è stata giusta nei confronti delle donne o delle minoranze", afferma Kuchner, chiedendo: "Quanti astronomi neri ci sono?" (Uno studio dell'American Institute of Physics del 2014 rileva che circa l'1% della facoltà di astronomia è nera, e Il 2 percento è ispanico.) "Questo ci permette di fare scienza con persone che altrimenti non potrebbero mai avere la possibilità."
Eppure questo è un grande motivo per cui Faherty si è imbarcato in Backyard Worlds in primo luogo. "Backyard Worlds si adatta certamente al mio desiderio di raggiungere qualsiasi comunità, in particolare quelle che non sono così ben rappresentate nelle scienze", dice. "Tutto ciò che serve è l'accesso a un computer, a Internet e al desiderio di eccellere in astronomia. ”
