Bir yıldızın etrafındaki altı dış gezegenin keşfi, FT'de altı tepe saymak kadar “kolay” mıydı?


9

Scient.org makalesi, bilim adamlarının halka açık büyük veri setini halka açık bir Echelle radyal hız ölçümleri için halka açık bir veritabanının yayınlanmasını açıklıyor; LCES HIRES / KECK Hassas Radyal Hız Dış Gezegeni Araştırması . Ayrıca bkz . Keck'in HIRES ana sayfası .

Yirmi yıldır, bu bilim adamları HIRES'i, Dünya'dan nispeten 100 parsek veya 325 ışıkyılı içerisindeki 1.600'den fazla "mahalle" yıldızına işaret ettiler. Cihaz, ölçümlerin ne kadar hassas olması gerektiğine bağlı olarak, her biri 30 saniye ila 20 dakika arasında süren yaklaşık 61.000 gözlem kaydetti. Tüm bu veriler derlendiğinde, veri kümesindeki herhangi bir yıldızın birkaç on yıl, hatta bir on yıldan fazla gözlem süresi olabilir.

Bu kısım özellikle ilgimi çekti:

" Geçenlerde bir yıldızın yörüngesinde altı gezegen sistemi keşfetti büyük bir sayıdır," Burt diyor. "Sıklıkla üç ila dört gezegen içeren sistemleri tespit edemiyoruz, ancak altı yıldızın hepsini başarıyla sistemden çıkarabiliriz çünkü konak yıldız hakkında 18 yıldan fazla veriye sahibiz." (vurgu eklendi)

Minimum gezegenler arası yerçekimi etkileşimi olan bir veya belki iki gezegenin çok basit durumları için, hoş, uzun, sürekli bir radyal hız ölçümünün Fourier dönüşümü iki ana tepe noktası ve muhtemelen diğer eserler gösterecektir. Her gezegenin neden olduğu yıldız hareketi benzer büyüklükteyse, analiz oldukça basit olabilir.

Ancak alıntıda belirtilen altı gezegen vakası (hangisinin olduğunu bilmiyorum) ve düzensiz zaman kapsamı (bir anket) için bu analiz nasıl yapıldı? Yalnız tepeler mi? Ya da sadece olası her kombinasyonun bir süper bilgisayar simülasyonuna at ve simüle edilmiş tavlamanın bir ay boyunca çalışmasına izin ver?

Ya da varsayımlar, montaj alanının sınırlamaları ve hatta çalışma dışından diğer verilerin dahil edilmesi gibi bazı 'dedektiflik çalışmaları' var mıydı?


3
Merkür, Venüs, Dünya, Mars, Jüpiter, Satürn. Satürn'ün (# 6) yörünge süresi 29 yıldır. 18 yıllık verilerle, hiçbir zaman elde edemezlerdi. Bizimkine kıyasla garip dağıtılmış bir güneş sistemi olmalı. İki, üç yörünge bir Fourier için iyi olurdu.
Wayfaring Stranger

@WayfaringStranger , veri kümesinin tek analizi Fourier çeşidindeyse doğru olabilir. Ayrıca, zaman içindeki hız değişimini doğrudan analiz edebilirsiniz. Bence 18 yıl boyunca birkaç düzine hız ölçümüyle 1 metre / sn hassasiyetle, Jüpiter'den sonra en azından büyük bir şey olduğunu gösterebilirsiniz. Satürn ve Uranüs'ü açık bir şekilde çözüp çözemeyeceğinizden emin değilim, ancak soru olarak sorarsanız analizle bir cevap gönderirim.
uhoh

1
@ -> uhoh Tamam. Ben diğer yöntemleri ekleyerek çözünürlüğü artıracak nasıl görebilir ve do not tartışma "Eğri oturtma türleri burada geçerlidir Ne" eski meşgul etmek istiyorum. Sadece Fourier'e odaklandım çünkü soru bu şekilde çerçevelendi.
Wayfaring Stranger

Yanıtlar:


9

Kayıt sahibinin (14/2/2017 itibariyle) en az 7 gezegene ve 9 kadar olası delile sahip HD 10180 olduğundan şüpheleniyorum .

Lovis ve diğ. (2011) , 6 yıldan fazla süren 190 radyal hız ölçümüne dayanan ilk keşfi açıkladı. Ölçümlerin kesinliği 0.3-0.9 m / s idi.

Bu makalenin 4. Bölümü verilerdeki gezegenleri nasıl bulduklarını anlatmaktadır. Fourier ve fitting yöntemlerinin bir melezidir. Periodogramdaki her tepe noktası bulunduğundan, daha sonra en iyi çözeltiye doğru tekrarlanan bir modele eklenir.

Birbirini izleyen gezegenler, rms dağılımını radyal hız eğrisinin etrafına dağıtır. Sonuç olarak, uydurma istatistiğindeki gelişmenin modele başka bir gezegenin (ve daha fazla serbest parametrenin) eklenmesini haklı kılıp kılmadığına karar verilmesi gerekir. 7 gezegen eklendikten sonraki son rms, 1 m / s'nin biraz üzerindeydi, bu beklenen hassasiyetten daha kötü, ancak Lovis ve ark. yıldız aktivitesi nedeniyle (olası) radyal hız titreşimine atfedilebilir. Yörünge modeli daha sonra gezegen-gezegen etkileşimlerinin ve gelgit kuvvetlerinin etkilerini içerecek şekilde rafine edilir.

Her gezegene atfedilebilen radyal hız genlikleri 0,8-4,5 m / s arasında değişir. En marjinal tespit en küçük genliğe, ancak en kısa süreye sahiptir (daha fazla döngü ve dolayısıyla daha küçük genlikleri tespit etmek daha kolaydır).

Tuomi'nin (2012) daha sonraki bir makalesinde, etkileşmeyen gezegenlerin bir modelini radyal hız verilerine uydurmak için Bayes çerçevesindeki daha geleneksel bir Monte Carlo Markov Zinciri kullanıldı . Yine, verilere uyması için tam olarak kaç gezegenin gerekli olduğu konusunda birçok tartışma vardır (bkz. Bölüm 3.3 ve 3.4) . Tuomi, analizlerinde 8. ve 9. gezegen için güçlü kanıtlar olduğunu iddia ediyor.n

Bu tür analizlerde yapılan bazı önemli varsayımlar vardır. Ana olan, arka plan gürültüsü için bir çeşit model varsaymanız gerektiğidir ve genellikle Gaussian ve periyodik olmayan olarak kabul edilir.


"Dünyanın" kaydını bulduğunuz için teşekkür ederiz. Tekrar kontrol etmek için, makalede açıklanan süreç otomatik olmasına rağmen interaktifti. Lomb-Scargle periodogramında (x ekseni log periyodu veya ) güçlü bir zirve seçin , tavlama tipi fiting ile bir yörünge simülasyonu çalıştırın, en iyi uyumu çıkarın, periodogramı yeniden hesaplayın ve tekrarlayın? Şekil 2'de, birinci ve üçüncü parsellerdeki etiketli zirveler aslında çifttir (çift her kaybolduğunda). Gazetede bahsedilen takma ad bu mu? log(2π/ω)
uhoh

Sitemizi kullandığınızda şunları okuyup anladığınızı kabul etmiş olursunuz: Çerez Politikası ve Gizlilik Politikası.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.