Wie ein "Planet Score" der NASA dabei geholfen hat, 1.284 neue Exoplaneten in einem Schlag zu identifizieren

Vor Dienstag gab es keinen Mangel an Theorien über die Entdeckungsankündigung der NASA. (Vollständige Offenlegung: Ich war für einen Großteil dieser Spekulationen verantwortlich.) Dann kam es am Dienstag und wir erfuhren genau, was die große Neuigkeit war: Die NASA-Wissenschaftler bestätigten gerade die Identifizierung von 1.284 neuen Exoplaneten im Universum - darunter neun Planeten, die das Potenzial dazu haben bewohnbar sein für das Leben.

Es ist eine Ankündigung, die bereits Wissenschaftler und gewöhnliche Einzelpersonen auf der ganzen Welt dazu inspiriert hat, darüber nachzudenken, ob wir vielleicht bald genug außerirdisches Leben finden könnten.Die neue Studie wirft jedoch eine interessante Frage auf: Was hat sich in den letzten Jahren geändert? Jetzt konnten Wissenschaftler so viele neue Exoplaneten auf einmal identifizieren. Sind all diese Planeten auf einmal aufgetaucht? Haben wir bessere Technologien entwickelt? Ist das Kepler-Weltraumteleskop auf wundersame Weise besser geworden (nachdem er beinahe zusammengebrochen war)? Was gibt?

Die Antwort: Es kommt auf eine neue Methode zur Validierung von Exoplanet-Kandidaten an "Astrophysikalisch falsch positive Wahrscheinlichkeitsberechnungen" für solche Objekte laut einer neuen Veröffentlichung in der neuesten Ausgabe von Das astrophysikalische Journal. Grundsätzlich schreibt die neue Methode jedem von Kepler gefundenen Objekt eine Zahl zu, die die Wahrscheinlichkeit bestimmt, dass das Objekt ein Exoplanet und kein „Betrüger“ ist. Nennen Sie es eine Planetenbewertung. Je höher die Zahl, desto wahrscheinlicher ist es ein Planet.

Die neue Methode erlaubt es einem Objekt nur, von der Kategorie "Kandidaten" zum "Exoplaneten" zu wechseln, wenn Kepler-Forscher dies mit einer Zuverlässigkeit von 99 Prozent oder mehr sagen können.

Wir sollten an dieser Stelle langsamer werden und genau auslegen Wie Astronomen finden und bewerten potenzielle Exoplaneten. Mit Kepler und einigen anderen Instrumenten starren Wissenschaftler auf entfernte Sterne und messen die Helligkeit des von diesen Kugeln mit feuriger Energie emittierten Lichts. Wenn ein Stern einen Planeten im Orbit hat, wird seine Helligkeit schwächer, wenn dieser Planet in Bezug auf das Teleskop, das wir zur Beobachtung verwenden, an ihm vorbeizieht (ein vor kurzem, wenn auch kleines Beispiel, ist der vor der Sonne vorbeiziehende Merkur). Solange das Dimmen nicht nur ein technischer Fehler ist, ist dies ein Zeichen dafür etwas geht durch die Nachbarschaft. Ein regelmäßiges Dimmen, das im Laufe der Zeit regelmäßig auftritt, ist ein weiterer Beweis, dass es sich um einen Planeten handeln könnte.

In der Vergangenheit mussten Wissenschaftler die Helligkeitszahlen durchforsten und eine Vielzahl unterschiedlicher Daten einschätzen, die möglicherweise erreichbar sind, wie etwa die Beobachtung der Funkgeschwindigkeit oder die hochauflösende Bildgebung. Leider ist diese Arbeit extrem zeitaufwändig, und wir haben nicht immer die Ressourcen, um das zu finden, was wir brauchen.

In dieser Zeit wenden wir uns an Computer, um Hilfe zu erhalten. Timothy Morton, ein Forscher aus Princeton, der sich mit Exoplaneten beschäftigt, entwickelte eine neue Methode zur Validierung von Exoplaneten, die bisherige Exoplaneten-Beobachtungen kombiniert und die aktuellen Helligkeitsmessungen, die Wissenschaftler mit Kepler sammeln.

Es gibt zwei Arten von Simulationen. Zunächst wird untersucht, wie sich das Dimmen mit dem von bekannten Exoplaneten und Betrügern unterscheidet. Die zweite geht noch einen Schritt weiter und legt fest, ob Dimmen das Verhalten von Exoplaneten angibt, wenn wir schon wissen, wie Exoplaneten rund um die Milchstraße verteilt und verlegt werden.

Die zwei Simulationen werden verwendet, um die statistische Wahrscheinlichkeit zu bestimmen, dass das fragliche Objekt ein Exoplanet ist. Dies ist eine schnellere Methode für diese Arbeit - und bei allen Konten ist sie sogar noch genauer. Tatsächlich wird die Methode tatsächlich verwendet, um zuvor bestätigte Exoplaneten zu überprüfen und um festzustellen, ob sie tatsächlich falsch positiv sind.

Dies ist entscheidend für die Ausrichtung der zukünftigen Exoplanetenforschung. Die Arbeit, die seit dem Start von Kepler im Jahr 2009 geleistet wurde, zeigt, wie viele andere Welten es im Universum gibt - und hat den Menschen eine unglaubliche Hoffnung gegeben, dass wir einen anderen bewohnbaren Planeten oder sogar ein außerirdisches Leben finden können.

Die NASA bereitet sich bereits auf den Start des Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) für Ende 2017 und des James Webb-Weltraumteleskops für 2018 vor. Beide werden bei Exoplanet-Ermittlungen eine entscheidende Rolle spielen, indem sie viel mehr Daten erfassen, mit denen wir uns bisher befasst haben. Mortons Modell wird unseren Wissenschaftlern dabei helfen, diese Daten zu durchforsten und potenziell bewohnbare Exoplaneten schneller zu identifizieren, als wir es uns hätten wünschen können.