Bagaimana proses pemeriksaan 4.175 planet yang ditemukan Kepler?

Dalam artikel National Geographic tentang pengumuman NASA tentang planet baru yang ditemukan oleh pesawat ruang angkasa Kepler, dinyatakan bahwa ada 4.175 kandidat planet. Bagaimana proses pemeriksaan calon planet ini? Bagaimana kita tahu mereka ada tanpa mengetahui apakah mereka adalah planet? Atau apakah mereka kandidat karena data mengisyaratkan bahwa sebuah planet mungkin ada di sana tetapi kita membutuhkan data yang lebih terperinci atau analisis lebih lanjut sebelum kita dapat mengkonfirmasinya?

"Calon" Planet adalah Kepler Objects of Interest (KOIs) yang memiliki kurva cahaya seperti transit dan telah melewati sejumlah tes pengamatan. Mereka adalah kandidat, karena meskipun mereka menunjukkan transit di kurva cahaya bintang yang bersangkutan, tidak ada konfirmasi independen dari massa planet.

Satu masalah yang harus diatasi adalah "false positive". Ada fenomena astrofisika lainnya selain planet yang dapat meniru transit exoplanetary dalam kurva cahaya Kepler. Misalnya kejadian biner bintang yang dapat merumput dapat menghasilkan apa yang tampak seperti transit dalam kurva cahaya; demikian juga kesempatan pelurusan bintang dengan latar belakang mengalahkan bintang biner. Ada juga sejumlah anomali instrumental, sehingga sinyal di satu bagian dari CCD atau bidang Kepler dapat menghasilkan "hantu" di posisi lain yang mungkin terlihat seperti transit.

Jika Anda dapat memperoleh spektroskopi terperinci termasuk pengukuran kecepatan radial yang akurat, Anda biasanya dapat mengesampingkan sebagian besar positif palsu ini, sebagian besar dengan mendapatkan batasan massa untuk pendamping.

Bahkan di mana Anda memiliki sinyal transit yang sangat bersih dan dapat memperkirakan jari-jari planet, masalah lebih lanjut adalah bahwa berbagai massa menghasilkan objek dengan jari-jari yang sangat mirip. yaitu. katai coklat yang lebih masif memiliki jari-jari yang sangat mirip dengan exoplanet. Sekali lagi, hanya perkiraan massa, baik melalui pengukuran kecepatan radial atau kadang-kadang melalui "variasi waktu transit" jika objek berada dalam beberapa sistem planet ekstrasurya.

Sekarang masalah dengan KOI adalah banyak dari bintang-bintang ini terlalu pingsan ( ) untuk melakukan jenis spektroskopi terperinci yang mudah dilakukan pada exoplanet yang jauh lebih terang di sekitar bintang yang ditemukan di survei berbasis HATNET atau WASP. bintang terang.$V>14$

Jadi, yang dapat Anda lakukan adalah mengatasi masalah secara statistik, dengan mengidentifikasi jenis-jenis kesalahan positif yang mungkin Anda miliki, mengukur pengaruhnya, dan membuang benda-benda yang dicurigai (lihat misalnya Batalha 2012 ). Bagian 4 dari makalah ini menjelaskan secara rinci beberapa tes yang dilakukan: misalnya membandingkan kedalaman transit ganjil dan genap genap untuk mencari asimetri yang akan menunjukkan biner kejadian penggembalaan; mencari di antara transit untuk gerhana sekunder yang juga akan menunjukkan pendamping bintang; bentuk transit bersifat diagnostik tetapi tidak dapat dengan mudah mengesampingkan kandidat planet; mencari gerakan "pusat foto" dari sumber - jika pusat foto bergerak selama transit dapat menunjukkan latar belakang, diencerkan, melampaui cahaya biner.

Sebuah makalah awal oleh Morton & Johnson (2011) mengklaim berdasarkan pendekatan sintesis populasi, bahwa positif palsu astrofisika terbatas hingga kurang dari 10%. Namun, makalah terbaru oleh Coughlin et al. (2014) membahas bagaimana efek instrumental dapat diuji dengan membandingkan periode transit dengan periode objek lain yang diketahui dalam bidang pandang Kepler. Mereka mengklaim bahwa sekitar 30% dari KOI mungkin sebenarnya positif palsu. Apa pun yang tampak seperti sebagian besar KOI memang exoplanet, tetapi mengidentifikasi mana yang tidak akan membutuhkan tindak lanjut yang terperinci.