We present ground-based spectroscopic verification of 6 Y dwarfs (see also Cushing et al.), 89 T dwarfs, 8 L dwarfs, and 1 M dwarf identified by the Wide-field Infrared Survey Explorer (WISE). Eighty of these are cold brown dwarfs with spectral types ⩾T6, six of which have been announced earlier by Mainzer et al. and Burgasser et al. We present color–color and color–type diagrams showing the locus of M, L, T, and Y dwarfs in WISE color space. Near-infrared and, in a few cases, optical spectra are presented for these discoveries. Near-infrared classifications as late as early Y are presented and objects with peculiar spectra are discussed. Using these new discoveries, we are also able to extend the optical T dwarf classification scheme from T8 to T9. After deriving an absolute WISE 4.6 μm (W2) magnitude versus spectral type relation, we estimate spectrophotometric distances to our discoveries. We also use available astrometric measurements to provide preliminary trigonometric parallaxes to four of our discoveries, which have types of L9 pec (red), T8, T9, and Y0; all of these lie within 10 pc of the Sun. The Y0 dwarf, WISE 1541−2250, is the closest at 2.8+1.3−0.6 pc; if this 2.8 pc value persists after continued monitoring, WISE 1541−2250 will become the seventh closest stellar system to the Sun. Another 10 objects, with types between T6 and >Y0, have spectrophotometric distance estimates also placing them within 10 pc. The closest of these, the T6 dwarf WISE 1506+7027, is believed to fall at a distance of ∼4.9 pc. WISE multi-epoch positions supplemented with positional info primarily from the Spitzer/Infrared Array Camera allow us to calculate proper motions and tangential velocities for roughly one-half of the new discoveries. This work represents the first step by WISE to complete a full-sky, volume-limited census of late-T and Y dwarfs. Using early results from this census, we present preliminary, lower limits to the space density of these objects and discuss constraints on both the functional form of the mass function and the low-mass limit of star formation.

We present the discovery of seven ultracool brown dwarfs identified with the Wide-field Infrared Survey Explorer (WISE). Near-infrared spectroscopy reveals deep absorption bands of H_2O and CH_4 that indicate all seven of the brown dwarfs have spectral types later than UGPS J072227.51-054031.2, the latest type T dwarf currently known. The spectrum of WISEP J182831.08+265037.8 is distinct in that the heights of the J- and H-band peaks are approximately equal in units of f_lambda, so we identify it as the archetypal member of the Y spectral class. The spectra of at least two of the other brown dwarfs exhibit absorption on the blue wing of the H-band peak that we tentatively ascribe to NH_3. These spectral morphological changes provide a clear transition between the T dwarfs and the Y dwarfs. In order to produce a smooth near-infrared spectral sequence across the T/Y dwarf transition, we have reclassified UGPS J0722-0540 as the T9 spectral standard and tentatively assign WISEP J173835.52+273258.9 as the Y0 spectral standard. In total, six of the seven new brown dwarfs are classified as Y dwarfs: four are classified as Y0, one is classified as Y0 (pec?), and WISEP J1828+2650 is classified as >Y0. We have also compared the spectra to the model atmospheres of Marley and Saumon and infer that the brown dwarfs have effective temperatures ranging from 300 K to 500 K, making them the coldest spectroscopically confirmed brown dwarfs known to date.

We present the discovery of another seven Y dwarfs from the Wide-field Infrared Survey Explorer (WISE). Using these objects, as well as the first six WISE Y dwarf discoveries from Cushing et al., we further explore the transition between spectral types T and Y. We find that the T/Y boundary roughly coincides with the spot where the J-H colors of brown dwarfs, as predicted by models, turn back to the red. Moreover, we use preliminary trigonometric parallax measurements to show that the T/Y boundary may also correspond to the point at which the absolute H (1.6 um) and W2 (4.6 um) magnitudes plummet. We use these discoveries and their preliminary distances to place them in the larger context of the Solar Neighborhood. We present a table that updates the entire stellar and substellar constituency within 8 parsecs of the Sun, and we show that the current census has hydrogen-burning stars outnumbering brown dwarfs by roughly a factor of six. This factor will decrease with time as more brown dwarfs are identified within this volume, but unless there is a vast reservoir of cold brown dwarfs invisible to WISE, the final space density of brown dwarfs is still expected to fall well below that of stars. We also use these new Y dwarf discoveries, along with newly discovered T dwarfs from WISE, to investigate the field substellar mass function. We find that the overall space density of late-T and early-Y dwarfs matches that from simulations describing the mass function as a power law with slope -0.5 < alpha < 0.0; however, a power-law may provide a poor fit to the observed object counts as a function of spectral type because there are tantalizing hints that the number of brown dwarfs continues to rise from late-T to early-Y. More detailed monitoring and characterization of these Y dwarfs, along with dedicated searches aimed at identifying more examples, are certainly required.