漫漫银河系中，我们太阳系附近是特殊的吗？科学家们离答案又近了一步，这要归功于美国航空航天局（NASA）资助的“后院世界：9号行星”（Backyard Worlds: Planet 9）项目。与一般完全由科学家实施的项目不同，这是一个公众科学项目，普通爱好者也可以参与其中，与专业科学家展开合作。
科学家通过“后院世界”项目，利用全球15万志愿者构成的网络，来寻找新的褐矮星（brown dwarf）。褐矮星是球状的气态天体，重量不及恒星，不能像恒星那样通过核聚变点亮自己。虽然名叫“褐矮星”，但如果能凑近看的话，其实它的颜色是洋红色或橙红色。如果能绘制这些天体的完整地图，科学家就可以发现不同种类的褐矮星是否均匀分布在太阳系附近。
褐矮星之所以能被天文望远镜探测到，是由于它们会以红外光的形式散发热量，这些热量是褐矮星形成之后留下的。红外光对人类肉眼不可见，却可以揭示有关褐矮星和宇宙中其他天体的引人入胜的细节。
在该项目中，天文爱好者和科学家共同绘制出迄今为止太阳系附近L、T和Y型矮星最完整的地图。这些类型的褐矮星温度最高可达上千摄氏度，但最冷的Y型矮星的温度可能低于冰点，且存在由水构成的云团。
当然，在宇宙中，天文学家对于“附近”的概念跟地球上可不一样。这幅地图涵盖的范围半径是65光年，即约600万亿千米，而“不远处的邻居”位于约35光年，或约300万亿千米的空间内。
自2017年以来，天文爱好者就致力于寻找褐矮星候选体，作为“后院世界”的一部分，他们使用的数据来自NASA的近地天体广域红外巡天探测器（Near-Earth Object Wide-Field Infrared Survey Explorer，NEOWISE），以及2010-2011年用其前代号WISE收集的全天空观测数据。
“后院世界”团队还与加州理工学院的暑期科研夏令营项目合作，让高中生参与到寻找褐矮星的探索中。全球的志愿者和加州帕萨迪纳地区的高中生，都被列为这项研究的共同作者，这项研究在美国天文学会第237次会议上通过会议报告公开。
虽然褐矮星有数百万到数十亿年的漫长演化历史，但研究团队却必须在短得多的期限内找到它们。他们清楚，要确定想观测褐矮星的距离和位置，NASA的斯皮策空间望远镜（Spitzer Space Telescope）是唯一的选择，而这台望远镜于2020年1月退役，他们只能焦头烂额地抓紧最后的时间寻找尽可能多的褐矮星，让斯皮策空间望远镜尽可能精确地锁定褐矮星的位置。
天随人愿，天文爱好者扭转乾坤，发现了数十颗新的褐矮星。“没有天文爱好者的帮助，我们根本没法在这么短的时间内创建如此完整的样本，”该研究的主要作者，加州理工学院和红外线过程分析研究中心（IPAC）的科学家J·戴维·柯克帕特里克（J. Davy Kirkpatrick）说道，“有数千双求知的眼睛为数据增添力量，极大提升了我们寻找褐矮星候选者的速度。”
之后，专业天文学家用斯皮策望远镜观测了361颗L、T和Y型的本地褐矮星，结合之前的发现，绘制了525颗褐矮星的3D地图。惊喜出现了——在太阳系的邻居中，出现了银河系内已知最冷、温度可能低于冰点的Y型矮星，代表了宇宙社区中一类罕见的居民。天文学家本以为会在附近发现更多这样的矮星，但这也有可能是因为目前的望远镜还不够灵敏，而这些天体如此微弱，所以很难找到它们。
正如以往的研究发现的，在离太阳系最近的七个天体中，有三个是罕见类型的褐矮星，其余的都是普通恒星：红矮星比邻星、巴纳德星，以及类太阳恒星南门二A、南门二B。地球附近的褐矮星地图 (图片来源：NASA)
“如果你把太阳随机放在我们的3D地图的一个地方，然后问‘通常情况下，太阳的邻居是什么样的？’，我们发现它看起来与我们实际的邻居大相径庭。”美国国家科学基金会NOIRLab实验室的助理科学家、该研究的共同作者之一亚伦·梅斯纳（Aaron Meisner）说道。
那么，究竟是太阳附近天体的多样性不同寻常，还是附近的Y矮星最容易被发现？天文学家需要进一步研究才能找到答案。
其中一些L、T和Y矮星的质量和温度类似于系外行星。细致地观测遥远的行星可能很困难，因为如果这颗行星围绕着一个恒星运行，那么恒星的光比行星明亮得多。由于这项研究中的褐矮星不围绕其他恒星旋转，天文望远镜观测时不用去掉星光。这使得褐矮星成为了研究系外行星的全新实验室。
科学家们将利用NASA即将发射的詹姆斯·韦伯空间望远镜（James Webb Space Telescope）进一步研究褐矮星，该望远镜将通过红外光详细观测这些神秘天体。NASA的即将开展的SPHEREx任务是一项全天空的红外勘测，也提供了表征更多褐矮星的机会。
“后院世界”项目正在进行中，全球任何人都可以参与探索，从航天器的数据中寻找神秘天体。除了一共约3000颗褐矮星之外，志愿者们还协助找到了最古老、最寒冷的白矮星，其周围是由碎片构成的星环。
“我很喜欢这个项目，因为我们发送给研究人员的天体可能会被大型天文望远镜观测，”被列为共同作者的德国天文爱好者梅琳娜·戴维诺（Melina Thévenot）说道，“通过这个项目以及和科学家共同发表的论文，作为志愿者的我们能切实感受到我们努力的成果。”