Было ли открытие шести экзопланет вокруг одной звезды "легким", как подсчет шести пиков в FT?

9

Статья на phys.org Ученые предоставляют общественности доступ к огромному набору данных о близлежащих звездах, в котором описывается выпуск общедоступной базы данных измерений радиальной скорости Эшелле; LCES HIRES / KECK Прецизионное исследование радиальной скорости экзопланет . Смотрите также домашнюю страницу Кекса HIRES .

В течение двух десятилетий эти ученые указывали ПРОКЛАДАМ на более чем 1600 "соседних" звезд, все в пределах относительно близких 100 парсек, или 325 световых лет от Земли. Прибор записал почти 61 000 наблюдений, каждое из которых длилось от 30 секунд до 20 минут, в зависимости от того, насколько точными должны быть измерения. После того, как все эти данные собраны, любая звезда в наборе данных может иметь несколько дней, лет или даже более чем десятилетние наблюдения.

Эта часть особенно заинтересовала меня:

« Недавно мы обнаружили систему из шести планет, вращающуюся вокруг звезды , а это большое число», - говорит Берт. «Мы не часто обнаруживаем системы с более чем тремя-четырьмя планетами, но мы можем успешно отобразить все шесть в этой системе, потому что у нас было более 18 лет данных о принимающей звезде». (выделение добавлено)

Для очень простых случаев с одной или, может быть, двумя планетами с минимальным межпланетным гравитационным взаимодействием преобразование Фурье с хорошим, продолжительным, непрерывным измерением радиальной скорости показало бы два основных пика и, возможно, другие артефакты. Если бы движение звезд, вызванное каждой планетой, было одинаковой величины, анализ мог бы быть довольно простым.

Но для случая с шестью планетами, упомянутого в цитате (я не знаю, какой это), и временного охвата (это опрос), как был проведен этот анализ? Пики одни? Или просто добавьте его в симулятор суперкомпьютера каждой возможной комбинации и дайте имитируемому отжигу работать в течение месяца?

Или была также задействована некоторая «детективная работа» - предположения, ограничения места установки или даже включение других данных извне исследования?

UHOH
источник
3
Меркурий, Венера, Земля, Марс, Юпитер, Сатурн. Сатурн (# 6) имеет орбитальный период 29 лет. С данными за 18 лет они никогда не заберут это. Должно быть странно распределенная солнечная система по сравнению с нашей. Две, три орбиты были бы хороши для Фурье.
странствующий незнакомец
@WayfaringStranger, что может быть правдой, если единственным анализом набора данных был сорт Фурье. Вы также можете напрямую анализировать изменение скорости во времени. Я думаю, что с помощью нескольких десятков измерений скорости за 18 лет с точностью до 1 метра в секунду вы сможете показать, что после Юпитера есть хоть что-то большое. Я не уверен, что вы могли бы однозначно разрешить Сатурн и Уран, но если вы зададите вопрос, я отправлю ответ с анализом.
ух
1
@ -> ну ладно. Я вижу, как добавление других методов улучшит разрешение, и не хочу участвовать в старом обсуждении «какие типы подгонки кривых здесь действительны». Я сосредоточился только на Фурье, потому что так был сформулирован вопрос.
Wayfaring Stranger

Ответы:

9

Я подозреваю, что рекордсменом (по состоянию на 14.02.2017) является HD 10180, у которого есть по меньшей мере 7 планет и возможные доказательства целых 9.

Ловис и соавт. (2011) объявили о первоначальном открытии на основе 190 измерений лучевой скорости, выполненных за 6 лет. Точность измерений составила 0,3-0,9 м / с.

Раздел 4 этого документа описывает, как они находят планеты в данных. Это гибрид методов Фурье и Фиттинга. Когда каждый пик на периодограмме найден, он добавляется к модели, которая затем перебирается в направлении лучшего решения.

Последовательные планеты уменьшают среднеквадратичное разброс вокруг предсказанной кривой лучевой скорости. В конечном итоге необходимо принять решение о том, оправдывает ли улучшение подходящей статистики добавление в модель еще одной планеты (и более свободных параметров). Конечное среднеквадратичное значение после добавления 7 планет составило чуть более 1 м / с, что хуже ожидаемой точности, но которое Lovis et al. приписывают (вероятный) дрожание радиальной скорости из-за звездной активности. Орбитальная модель затем уточняется, чтобы учесть эффекты взаимодействия планета-планета и приливные силы.

Амплитуда лучевой скорости, относящаяся к каждой планете, колеблется от 0,8 до 4,5 м / с. Наиболее предельное обнаружение имеет наименьшую амплитуду, но самый короткий период (больше циклов и, следовательно, легче обнаружить меньшие амплитуды).

N

В этих видах анализа сделан ряд важных допущений. Основным из них является то, что вы должны принять какую-то модель фонового шума, и она часто считается гауссовой и непериодической.

Роб Джеффрис
источник
Lог(2π/ω)