Hvordan et "Planet Score" hjalp NASA Identifisere 1.284 nye eksoplaneter i ett fellesskifte

Før tirsdag var det ingen mangel på teorier om hva NASAs oppdagelsesmelding ville innebære. (Fullstendig avsløring: Jeg var ansvarlig for mye av spekulasjonen.) Så tirsdag slo og vi fant ut nøyaktig hva de store nyhetene var: NASA-forskere bekreftet bare identifikasjonen av 1.284 nye eksoplaneter i universet - inkludert ni planeter som har potensial til å være beboelig til livet.

Det er en kunngjøring som allerede har inspirert forskere og vanlige individer over hele verden til å vurdere om vi seriøst kan finne utenomjordisk liv snart nok.Men den nye studien reiser et interessant spørsmål: hva har forandret seg de siste årene, og nå fikk forskere til å identifisere så mange nye eksoplanetter på en gang? Visste alle disse planetene bare oppe på en gang? Har vi utviklet bedre teknologi? Gjorde Kepler Space Telescope mirakuløst bedre (etter at det nesten hadde gått ned)? Hva gir?

Svaret: Alt kommer ned til en ny metode for validering av eksoplanetkandidater som gir "Astrofysiske falske positive sannsynlighetsberegninger" for slike gjenstander, ifølge et nytt papir publisert i siste nummer av Den astrofysiske journal. I utgangspunktet tilskriver den nye metoden et tall til hvert objekt funnet av Kepler som bestemmer sannsynligheten for at objektet er en eksoplanett, og ikke en "imposter". Kaller det en planetpoengsum. Jo høyere tallet, jo mer sannsynlig er det en planet.

Den nye metoden tillater bare et objekt å flytte fra kategorien "kandidat" til "eksoplanet" hvis Kepler-forskere kan si det med 99 prosent pålitelighet eller høyere.

Vi bør bremse på dette punktet og forklare nøyaktig hvordan astronomer finner og evaluerer potensielle eksoplaneter. I utgangspunktet stirrer forskerne på fjerntliggende stjerner gjennom Kepler og noen andre instrumenter, og måler lysstyrken fra lysene som kommer fra eldre energikilder. Når en stjerne har en planet i bane, vil lysstyrken dimme som den planeten passerer forbi den i forhold til teleskopet vi bruker for å se det (et nylig, om enn lite eksempel er Merkur som går forbi solen). Så lenge dimmen ikke bare er en teknisk feil, er det et tegn på det noe går gjennom nabolaget. En konsekvent dimming som skjer regelmessig over tid er ytterligere bevis på at det kan være en planet.

Tidligere måtte forskerne gjennomsyre lysstyrkenumrene sammen med å vurdere en rekke ulike data som kunne oppnås, for eksempel radiohastighetsobservasjon eller høyoppløselig bildebehandling. Dessverre er det slik at arbeidet er ekstremt tidkrevende, og vi har ikke alltid ressurser for å finne det vi trenger.

Så i denne dag-og-alderen går vi til datamaskiner for hjelp. Timothy Morton, en Princetonforsker som studerer eksoplaneter, utviklet en ny metode for eksoplanetvalidering som kombinerer tidligere eksoplanetobservasjoner og dagens lysstyrke målinger forskere samles med Kepler.

Det finnes to typer simuleringer. Den første ser på hvordan dimmen sammenligner med det fra kjente eksoplaneter og forstyrrer objekter. Det andre går et skritt videre og avgir om dimming er et tegn på eksoplanetadferd, gitt hva vi allerede om hvordan eksoplaneter distribueres og legges rundt Milky Way.

De to simulasjonene brukes til å bestemme den statistiske sannsynligheten for at objektet er en eksoplanett. Det er en raskere måte å gjøre dette arbeidet - og for alle kontoer er det enda mer nøyaktig. Faktisk er metoden faktisk brukt til å bekrefte tidligere bekreftet eksoplaneter og avgjøre om de faktisk kan være falske positive.

Dette er avgjørende for retningen av fremtidig eksoplanetforskning. Arbeidet som ble oppnådd siden Keplers lansering i 2009 har vært enormt for å illustrere hvor mange andre verdener som eksisterer i universet - og det har gitt mennesker en svimlende mengde håp om at vi kan finne en annen beboelig planet, eller til og med fremmede liv.

NASA er allerede klar til å lansere Transient Exoplanet Survey Satellite (TESS) i slutten av 2017 og James Webb Space Telescope i 2018. Begge vil spille en sentral rolle i eksoplanetundersøkelser ved å skaffe seg mye mer data som vi noen gang har jobbet med. Mortons modell vil hjelpe våre forskere på bakken å sile gjennom dataene og identifisere potensielt beboelige eksoplaneter raskere enn vi kunne ha håpet.