Hvordan et "Planet Score" hjalp NASA Identificere 1.284 nye eksoplanet i et fald

Før tirsdag var der ingen mangel på teorier om, hvad NASAs opdagelsesmeddelelse ville indebære. (Fuldstændig offentliggørelse: Jeg var ansvarlig for meget af den spekulation.) Så tirsdag ramte og vi fandt ud af, hvad de store nyheder var: NASA-forskere bekræftede netop identifikationen af ​​1.284 nye exoplaneter i universet - herunder ni planeter, der har potentiale til at være beboelig for livet.

Det er en meddelelse, der allerede har inspireret forskere og almindelige individer over hele verden til at overveje, om vi måske ser det alvorligt ud af det udenjordiske liv snart nok.Men den nye undersøgelse rejser et interessant spørgsmål: Hvad har ændret sig i de sidste par år, og nu fik forskere mulighed for at identificere så mange nye exoplaneter på én gang? Visede alle disse planeter straks op? Har vi udviklet bedre teknologi? Har Kepler Space Telescope mirakuløst fået bedre (efter at vi næsten er ved at bryde ned)? Hvad giver?

Svaret: Det hele kommer ned på en ny metode til validering af eksoplanetkandidater, der giver "Astrofysiske falske positive sandsynlighedsberegninger" for sådanne genstande, ifølge et nyt papir, der blev offentliggjort i det seneste nummer af Den astrofysiske tidsskrift. Grundlæggende tilskriver den nye metode et tal til hvert objekt, der findes af Kepler, der bestemmer sandsynligheden for, at objektet er en eksoplanet, og ikke en "imposter". Kald det en planet score. Jo højere tallet er, jo mere sandsynligt er det en planet.

Den nye metode tillader kun et objekt at flytte fra kategorien "kandidat" til "exoplanet", hvis Kepler-forskere kan sige det med 99 procent pålidelighed eller højere.

Vi skal bremse på dette tidspunkt og forklare præcist hvordan astronomer finder og evaluerer potentielle eksoplaneter. Dybest set gennem Kepler og et par andre instrumenter stirrer forskerne på fjerne stjerner og måler lysets lysstyrke ud fra disse bolde af brændende energi. Når en stjerne har en planet i kredsløb, vil dens lysstyrke falde som den planet, der passerer forbi den i forhold til det teleskop, vi bruger til at se det (et nyere, omend lille eksempel er, at kviksølv går forbi solen). Så længe, ​​at dæmpning ikke kun er en teknisk fejl, er det et tegn på det noget passerer gennem kvarteret. En konsekvent dimming forekommer regelmæssigt over tid er yderligere beviser, at det kan være en planet.

Tidligere måtte forskere pore over lysstyrkenumrene sammen med at vurdere en række forskellige data, som kunne være opnåelige, som radiohastighedsobservation eller højopløsningsbilleddannelse. Det er desværre meget tidskrævende at gøre den slags arbejde, og vi har ikke altid ressourcerne til at finde det, vi har brug for.

Så i denne dag og alder vender vi os til computere for hjælp. Timothy Morton, en Princetonforsker, der studerer eksoplaneter, udviklede en ny metode til exoplanet validering, der kombinerer tidligere exoplanet observationer og de nuværende lysstyrkemålinger forskere samler med Kepler.

Der er to slags simuleringer. Den første ser på, hvordan dæmpningen sammenligner med det fra kendte eksoplanet og forstyrrer objekter. Andet går et skridt videre og afgiver, om dæmpning er vejledende for eksoplanetadfærd, givet det, vi allerede ved, hvordan eksoplaneter distribueres og ligger omkring Vintergaden.

De to simuleringer bruges til at bestemme den statistiske sandsynlighed for, at objektet er en eksoplanet. Det er en hurtigere måde at gøre dette arbejde på - og for alle regnskaber er det endnu mere præcist. Faktisk er metoden faktisk brugt til at verificere tidligere bekræftede eksoplaneter og afgøre, om de faktisk kan være falske positive.

Dette er afgørende for retningen af ​​fremtidig eksoplanetforskning. Arbejdet udført siden Keplers lancering i 2009 har været enormt for at illustrere, hvor mange andre verdener der eksisterer i universet - og det har givet mennesker en svimlende mængde håb, vi kan finde en anden beboelig planet eller endda fremmede liv.

NASA er allerede klar til at lancere Transit Exoplanet Survey Satellite (TESS) i slutningen af ​​2017 og James Webb Space Telescope i 2018. Begge vil spille en afgørende rolle i eksoplanetundersøgelser ved at erhverve mange flere data, som vi nogensinde har behandlet. Mortons model hjælper vores forskere på jorden med at sejle gennem disse data og identificere potentielt beboelige exoplaneter hurtigere end vi kunne have håbet på.