Поиск экзопланет в R на основе данных Kepler

Spread the love

В настоящее время для поиска экзопланет популярен так называемый:

Транзитный метод (метод транзитов) — метод поиска экзопланет, основанный на обнаружении падения светимости звезды во время прохождения планеты перед её диском. Этот фотометрический метод позволяет определить радиус планеты

Именно этим методом были обнаружены планеты на телескопах Kepler, Tess. Последний начал свою работу в июля и уже 18 сентября было сообщено об обнаружении первой экзопланеты. Последние данные доступны для анализа.

По сути набор данных представляет собой колебания светимости звезды за период времени. Рассмотрим пример анализа данных на основе R

При помощи пакета anomaly можно анализировать отклонения в большом наборе данных, например в данных о светимости звезд. Пакет вышел в свет 21 сентября судя из документации и основан на работе A linear time method for the detection of point and collective anomalies Alexander Fisch, Idris Eckley, and Paul Fearnhead. Lancaster University, United Kingdom. June 7, 2018

Professor Paul Fearnhead Distinguished Professor of Statistics
Professor Paul Fearnhead
Distinguished Professor of Statistics
Professor Idris Eckley FLSW Professor of Statistics
Professor Idris Eckley FLSW
Professor of Statistics
Alexander Fisch PhD student, Associate Lecturer
Alexander Fisch
PhD student, Associate Lecturer

Авторы работы предложили алгоритм коллективных и точечных аномалий (Collective And Point Anomalies или CAPA), который хорошо подходит к задаче обнаружения экзопланет.

Поиск аномалий в R

library(anomaly)
data(Lightcurves)
### Plot the data for Kepler 10965588: No transit apparent
plot(Lightcurves$Kepler10965588$Day,Lightcurves$Kepler10965588$Brightness,xlab = "Day",pch=".")
### Examine a period of 62.9 days for Kepler 10965588
binned_data = period_average(Lightcurves$Kepler10965588,62.9)
inferred_anomalies = anomaly_series(binned_data)
plot(inferred_anomalies,xlab="Bin")
# We found a planet!

Здесь,

period_average — Функция для поиска в данных Кеплера периодически повторяющихся провалов в яркости. Сигнал транзитных планет очень слабый, особенно если планета маленькая. Эта функция усиливает его, используя периодичность сигнала.

anomaly_series — Методика обнаружения аномальных сегментов на основе CAPA. (Коллективная и точечная аномалия) предполагает, что данные имеют определенное среднее значение и дисперсию для большинства временных точек, и обнаруживает сегменты, в которых среднее значение и / или дисперсия отклоняется от типичного среднего значения и дисперсии как коллективные аномалии. Она также обнаруживает точечные выбросы и возвращает показатель для изменений среднего и дисперсии.

Что получилось?

CAPA (Collective And Point Anomaly) for Kepler data in R
CAPA (Collective And Point Anomaly) for Kepler data in R

Добавить комментарий