Чи було відкриття шести екзопланет навколо однієї зірки настільки "простим", як підрахунок шести піків у FT?


9

Стаття Phys.org Вчені роблять доступними для публіки величезний набір даних про сусідні зірки, де описано випуск загальнодоступної бази даних вимірювань радіальної швидкості Ешель; Обстеження точної екзопланети радіальної швидкості LCES HIRES / KECK . Дивіться також домашню сторінку ОРЕНДІВ Кека .

Протягом двох десятиліть ці вчені наводили ЇХ на більш ніж 1600 зірок "сусідства", все за відносно близько 100 парсексів, або 325 світлових років, від Землі. Прилад зафіксував майже 61000 спостережень, тривалість яких тривала від 30 секунд до 20 хвилин, залежно від того, наскільки точними повинні бути вимірювання. З урахуванням всіх цих даних, будь-яка зірка в наборі даних може мати кілька днів, років, або навіть більше, ніж десятиліття спостережень.

Ця частина особливо зацікавила мене:

" Нещодавно ми виявили систему шести планет, яка обертається навколо зірки , що є великою кількістю", - говорить Берт. "Ми не часто виявляємо системи з більш ніж трьома-чотирма планетами, але ми могли успішно відобразити всі шість в цій системі, оскільки ми мали понад 18 років даних про зірку-господаря". (наголос додано)

Для дуже простих випадків однієї, а може бути, двох планет з мінімальною міжпланетною гравітаційною взаємодією, перетворення Фур'є приємного, тривалого безперервного вимірювання радіальної швидкості показало б дві основні вершини та, можливо, інші артефакти. Якби рух зірки, індукований кожною планетою, був однакової величини, аналіз може бути досить простим.

Але для шести випадків планети, згаданих у цитаті (я не знаю, що це таке), і нерівномірного висвітлення часу (це опитування) як було проведено цей аналіз? Піки на самоті? Або просто кинути його на суперкомп'ютерне моделювання кожної можливої ​​комбінації і нехай імітований відпал працює протягом місяця?

Чи були також залучені якісь «детективні роботи» - припущення, обмеження придатного простору або навіть включення інших даних поза дослідженням?


3
Меркурій, Венера, Земля, Марс, Юпітер, Сатурн. Сатурн (№6) має орбітальний період 29 років. Маючи дані за 18 років, вони ніколи їх не збирають. Повинна бути дивно розподілена Сонячна система порівняно з нашою власною. Дві, три орбіти були б непогані Фур’є.
Wayfaring Stranger

@WayfaringStranger, що може бути істинним, якщо єдиний аналіз набору даних був сортом Fourier. Ви також можете безпосередньо аналізувати коливання швидкості в часі. Я думаю, що за допомогою декількох десятків вимірювань швидкості протягом 18 років з точністю до 1 метра / сек ви можете виявити, що після Юпітера є хоч щось велике. Я не впевнений, чи зможете ви однозначно вирішити Сатурн та Уран, але якщо ви запитаєте як запитання, я опублікую відповідь з аналізом.
uhoh

1
@ -> uhh Добре. Я бачу, як додавання інших методів покращить роздільну здатність, і не хочу займатися старою дискусією "які типи підгонки кривих тут дійсні". Я зосередився лише на Фур’є, бо саме так було поставлено питання.
Wayfaring незнайомця

Відповіді:


9

Я підозрюю, що рекордсменом (станом на 14.02.2017) є HD 10180, який має щонайменше 7 планет і можливих свідчень для цілих 9.

Ловіс та ін. (2011) оголосив про початкове відкриття на основі 190 вимірювань радіальної швидкості, зроблених протягом 6 років. Точність вимірювань становила 0,3-0,9 м / с.

У розділі 4 цього документу описано, як вони шукають планети в даних. Це гібрид методів фур'є та фітинга. Коли кожен пік періодограми знайдений, він додається до моделі, яка потім переходить до найкращого рішення.

Послідовні планети зменшують розсіювання RMS навколо передбаченої кривої радіальної швидкості. Зрештою, слід прийняти рішення про те, чи поліпшення придатної статистики виправдовує додавання до моделі іншої планети (та більш вільних параметрів). Кінцева швидкість після додавання 7 планет становила трохи більше 1 м / с, що гірше очікуваної точності, але яку Ловіс та ін. приписують (ймовірну) радіацію швидкості радіальної швидкості через зоряну активність. Потім орбітальну модель вдосконалюють, щоб включити наслідки взаємодій планети і планети та припливних сил.

Радіальні амплітуди швидкостей, які можна віднести до кожної планети, коливаються в межах 0,8-4,5 м / с. Найбільш граничне виявлення має найменшу амплітуду, але найкоротший період (більше циклів і, отже, простіше виявити менші амплітуди).

Пізніший документ Tuomi (2012) використовував більш звичний ланцюг Монте-Карло Маркова в байєсівських рамках, щоб відповідати моделіnневзаємодіючі планети до даних радіальної швидкості. Знову ж таки, багато дискусій (див. Розділи 3.3 та 3.4) про те, скільки саме планет потрібно, щоб відповідати даним. Туомі стверджує, що в їх аналізі є вагомі докази для 8-ї та 9-ї планет.

Існує ряд важливих припущень, зроблених у цих видах аналізу. Головним є те, що ви повинні взяти якусь модель для фонового шуму, і це часто вважається гауссовим і неперіодичним.


Дякуємо, що знайшли "світовий" запис. Для подвійної перевірки процес, описаний у статті, був інтерактивним, хоча міг бути автоматизованим. Виберіть один сильний пік у періодограмі Ломб-Скаргл (вісь x - це часовий період абоlog(2π/ω)), запустити симуляцію орбіти з відпаленням типу, відняти найкраще пристосування, перерахувати періодограму і повторити? На малюнку 2 мічені вершини на першому та третьому ділянках насправді подвійні (кожен раз, коли пара зникає). Це псевдонім, згаданий у роботі?
uhoh

Використовуючи наш веб-сайт, ви визнаєте, що прочитали та зрозуміли наші Політику щодо файлів cookie та Політику конфіденційності.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.