Jak „wynik na planecie” pomógł NASA zidentyfikować 1 284 nowych egzoplanet w jednym upadku

Przed wtorkiem nie brakowało teorii na temat tego, co pociągnęłoby za sobą ogłoszenie odkrycia NASA. (Pełne ujawnienie: byłem odpowiedzialny za większość spekulacji.) Potem wtorkowe uderzenie i dowiedzieliśmy się dokładnie, jaka jest wielka wiadomość: naukowcy NASA właśnie potwierdzili identyfikację 2884 nowych egzoplanet we wszechświecie - w tym dziewięć planet, które mają potencjał być zdolnym do życia.

Jest to zapowiedź, która zainspirowała naukowców i zwykłych ludzi na całym świecie do zastanowienia się, czy możemy wkrótce znaleźć życie pozaziemskie.Ale nowe badanie rodzi interesujące pytanie: co zmieniło się w ciągu ostatnich kilku lat, a teraz pozwoliło naukowcom zidentyfikować tak wiele nowych egzoplanet naraz? Czy wszystkie te planety pojawiły się od razu? Czy opracowaliśmy lepszą technologię? Czy Teleskop Kosmiczny Keplera cudownie się polepszył (po dziwnym prawie załamaniu)? Co daje?

Odpowiedź: Wszystko sprowadza się do nowej metody walidacji kandydatów do egzoplanet, która zapewnia „Astrofizyczne fałszywe pozytywne obliczenia prawdopodobieństwa” dla takich obiektów, według nowego artykułu opublikowanego w najnowszym numerze The Astrophysical Journal. Zasadniczo nowa metoda przypisuje liczbę każdemu obiektowi znalezionemu przez Keplera, który określa prawdopodobieństwo, że obiekt jest egzoplanetą, a nie „oszustem”. Nazwij to wynikiem planety. Im wyższa liczba, tym większe prawdopodobieństwo, że jest planetą.

Nowa metoda pozwala tylko obiektowi przejść z kategorii „kandydat” do „egzoplanety”, jeśli naukowcy Keplera mogą to powiedzieć z 99-procentową niezawodnością lub wyższą.

Powinniśmy zwolnić w tym momencie i dokładnie wyjaśnić w jaki sposób astronomowie znajdują i oceniają potencjalne egzoplanety. Zasadniczo, poprzez Keplera i kilka innych instrumentów, naukowcy wpatrują się w odległe gwiazdy i mierzą jasność światła emitowanego z tych kul ognistej energii. Kiedy gwiazda ma planetę na orbicie, jej jasność będzie się ściemniała, gdy ta planeta przejdzie obok niej w stosunku do teleskopu, którego używamy do jej oglądania (niedawny, choć mały przykład, Merkury przechodzi przed słońcem). Dopóki to ściemnianie nie jest tylko błędem technicznym, to jest to znak coś przechodzi przez sąsiedztwo. Konsekwentne ściemnianie pojawiające się regularnie w czasie jest kolejnym dowodem na to, że może to być planeta.

W przeszłości naukowcy musieli przesuwać liczby jasności wraz z oceną różnych danych, które mogą być osiągalne, takich jak obserwacja prędkości radiowej lub obrazowanie w wysokiej rozdzielczości. Niestety, taka praca jest niezwykle czasochłonna i nie zawsze mamy zasoby, aby znaleźć to, czego potrzebujemy.

Dlatego w tym dniu zwracamy się o pomoc do komputerów. Timothy Morton, badacz z Princeton, który bada egzoplanety, opracował nową metodę walidacji egzoplanet, która łączy poprzednie obserwacje egzoplanet i aktualne pomiary jasności, które naukowcy zbierają z Keplerem.

Istnieją dwa rodzaje symulacji. Pierwsze spojrzenie na porównanie ściemniania ze znanymi egzoplanetami i obiektami oszustwa. Drugi idzie o krok dalej i wnioskuje, czy ściemnianie wskazuje na zachowanie egzoplanet, biorąc pod uwagę to, co już wiemy o tym, jak egzoplanety są rozmieszczone i rozmieszczone wokół Drogi Mlecznej.

Dwie symulacje służą do określenia prawdopodobieństwa statystycznego, że przedmiotowy obiekt jest egzoplanetą. Jest to szybszy sposób wykonywania tej pracy - i na wszystkich kontach jest jeszcze bardziej dokładny. W rzeczywistości metoda ta jest rzeczywiście używana do weryfikacji wcześniej potwierdzonych egzoplanet i określenia, czy mogą one być w rzeczywistości fałszywe.

Ma to kluczowe znaczenie dla kierunku przyszłych badań egzoplanet. Praca wykonana od czasu uruchomienia Keplera w 2009 r. Była ogromna w zilustrowaniu, jak wiele innych światów istnieje we wszechświecie - i dało ludziom oszałamiającą ilość nadziei, jaką możemy znaleźć inną nadającą się do zamieszkania planetę, a nawet obce życie.

NASA przygotowuje się już do uruchomienia satelity Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) pod koniec 2017 r. Oraz James Webb Space Telescope w 2018 r. Obie będą odgrywać kluczową rolę w badaniach egzoplanet, zdobywając dużo więcej danych, z którymi kiedykolwiek mieliśmy do czynienia. Model Mortona pomoże naszym naukowcom przejrzeć te dane i zidentyfikować potencjalnie nadające się do zamieszkania egzoplanety szybciej niż moglibyśmy się spodziewać.