|
Студент нашел новые данные об экзопланетах
|
|
|
|
За последние десятилетия количество известных экзопланет — планет в других солнечных системах — резко возросло. Но мы все еще в неведении о ряде деталей, в том числе о том, насколько они массивны и из чего состоят. Однако студент из Чикагского университета смог найти некоторые подсказки из данных, которые большинство ученых упустили из виду. Джаред Сигел, B.S. '22, провел шесть месяцев, анализируя данные, полученные космическим кораблем НАСА. Некоторые из этих данных были полны статистического шума, из-за чего было трудно отличить планеты от других явлений; но Сигел и его советник, астрофизик Лесли Роджерс, смогли извлечь полезную информацию об этих планетах, установив верхнюю границу их массы. «По мере того, как результаты приобретали форму, они становились все более захватывающими», — сказал Сигел, окончивший школу этой весной. Результаты исследования для дипломной работы Сигела были опубликованы в The Astronomical Journal.
|
|
|
|
Сигел и Роджерс просматривали данные космического телескопа НАСА под названием «Кеплер», который провел девять лет, отслеживая крошечные всполохи в свете далеких звезд. Эти вспышки могут возникать, когда планета проходит перед звездой, временно приглушая ее свет. Многие ученые уже проанализировали эти данные, найдя доказательства существования более 2600 экзопланет. Но Сигел и Роджерс задались вопросом, есть ли способ использовать статистические методы, чтобы получить еще больше информации. Их подход основывался на том факте, что телескоп «Кеплер» обнаружил множество звезд, которые, кажется, имеют несколько планет вокруг себя — точно так же, как Земля и ее родственные планеты вокруг Солнца. Притяжение этих планет немного изменит орбиты друг друга по сравнению с тем, как они двигались бы, если бы вокруг звезды была только одна планета. Чем массивнее планеты, тем сильнее эти возмущения.
|
|
|
Сигел и Роджерс рассудили, что они могут использовать этот факт, чтобы сказать что-то о том, насколько массивными могут быть некоторые из планет. «Если мы знаем, что в системе есть несколько планет, но не видим больших возмущений во времени прохождения, мы знаем, что планеты не могут быть особенно массивными», — объяснил Сигел. «Например, мы могли бы сказать, что они, вероятно, не обладают массой Юпитера, потому что тогда они заметно притягивали бы друг друга». Они применили эту логику к выборке из 170 планет в 80 различных звездных системах. Примерно для 50 из этих планет им удалось установить верхнюю границу массы планеты.
|
|
|
|
Ученые объяснили, что это полезно, потому что они могут начать исключать варианты того, из чего состоит планета. «Например, вы можете сказать: «Ну, эта планета слишком легкая, чтобы быть сделанной из чистого железа», — сказал Сигел. «О более чем двадцати планетах мы можем сказать: «Эта планета слишком легкая, чтобы состоять из земного материала». Эта информация также помогает ученым лучше понять всю популяцию экзопланет. «Мы действительно хотим знать, сколько планет в данном диапазоне масс, вероятно, будут скалистыми, водными или газовыми планетами», — сказал Роджерс.
|
|
|
|
По словам ученых, самой большой проблемой исследования был учет шума в данных. «Многие из этих звезд очень тусклые и далекие, — объяснил Сигел. «Может быть трудно распутать сам сигнал планеты — есть тонна шума от звезд, у которых есть извержения или солнечные пятна, или проблемы с приборами. Может быть, вся система находится под наклоном по отношению к нам. Вы должны принять все эти возможности в расчет. учетной записи, поэтому мы потратили много времени на размышления о том, как данные могут быть беспорядочными». Это был поучительный опыт для Сигела, который начал проводить исследования с учеными факультета зимой своего первого года в университете, но еще не был у руля.
|
|
|
|
«Я думаю, особенно будучи студентом, всегда есть желание найти ответ в конце учебника. Но с таким исследованием вы не можете», — сказал Сигел. «Но в конечном итоге, по мере того, как становилось все более очевидным, что эта группа звезд может помочь нам понять все остальное население, это становилось все более и более захватывающим». «Как консультанту очень приятно видеть, как студент работает на нелинейном пути к поиску интересной проблемы для работы и, в конечном итоге, к внесению нового вклада в описание планет», — сказал Роджерс. Сейчас Сигел изучает астрономию на первом курсе аспирантуры в Принстоне, где он является научным сотрудником Национального научного фонда.
|
|
|
|
Источник
|
