Yale-onderzoekers hebben 60 potentiële nieuwe "hete Jupiters" geïdentificeerd - sterk bestraalde werelden die gloeien als kolen op een barbecue en slechts in een baan om 1% van de zonachtige sterren draaien.

Hete Jupiters vormen een klasse van gasreuzenplaneten die zich zo dicht bij hun moedersterren bevinden dat ze er minder dan een week over doen om een ​​baan om de aarde te voltooien. Tweedejaars Ph.D. student Sarah Millholland en astronomieprofessor Greg Laughlin identificeerden de planeetkandidaten via een nieuwe toepassing van big data-technieken. Ze gebruikten een gesuperviseerd algoritme voor machinaal leren - een geavanceerd programma dat kan worden getraind om patronen in gegevens te herkennen en voorspellingen te doen - om de kleine amplitudevariaties in waargenomen licht te detecteren die het gevolg zijn als een ronddraaiende planeet lichtstralen van zijn gastheerster reflecteert.

"Sarah's werk heeft ons wat neerkomt op een 'klassenportret' van extrasolaire planeten op hun meest vreemde, ", zei Laughlin. "Het is verbazingwekkend hoe de nieuwste technieken in machine learning, gecombineerd met high-performance computing, stellen ons in staat om klassieke datasets te ontginnen voor buitengewone ontdekkingen."

Millholland presenteerde het onderzoek onlangs op een Kepler Science Conference in het NASA Ames Research Center in Californië. Zij en Laughlin zijn auteurs van een studie over het onderzoek, die is geaccepteerd voor publicatie in de Astronomisch tijdschrift .

Millholland en Laughlin zochten systematisch naar gereflecteerde lichtsignalen in de waarnemingen van meer dan 140, 000 sterren uit vier jaar gegevens van NASA's Kepler-missie. Het Kepler-ruimtevaartuig is vooral bekend vanwege het mogelijk maken van de detectie van duizenden exoplaneten die door hun gastheersterren reizen. Tijdens een doorreis, een planeet passeert voor een ster en veroorzaakt een periodieke dip in het waargenomen sterlicht.

Gereflecteerde lichtsignalen kunnen moeilijk te onderscheiden zijn van stellaire of instrumentele variabiliteit, zeiden de onderzoekers, maar dankzij een big data-aanpak konden ze de zwakke signalen eruit halen. Ze genereerden duizenden synthetische datasets en trainden een algoritme om de eigenschappen van de gereflecteerde lichtsignalen te herkennen in vergelijking met die met andere soorten variabiliteit.

De Yale-techniek pioniert met een nieuwe ontdekkingsmethode die meer planeten identificeert uit de openbaar beschikbare Kepler-gegevens, zeiden de onderzoekers. "Ik heb gehoord van leden van het Kepler-wetenschappelijk team dat een zoektocht naar gereflecteerde sterglans deel uitmaakte van de vroege vertolkingen van de Kepler-pijpleiding, "Zei Millholland. "Ze noemden het de Reflected Light Search, of RLS-module. In deze betekenis, we pakken gewoon een van de oorspronkelijke bedoelingen voor de Kepler-gegevens aan."

De gereflecteerde lichtsignalen bevatten rijke informatie over de atmosferen van de planeten, volgens de onderzoekers. Ze bevatten kenmerken zoals het bestaan ​​van wolken, atmosferische compositie, windpatronen, en dag-nacht temperatuurcontrasten.

De onderzoekers merken ook op dat de 60 planeetkandidaten follow-upobservaties nodig hebben voor bevestiging. Dit komt in de vorm van Doppler-snelheidsmetingen.

De Doppler-snelheidsmethode is een gevestigde techniek die het mogelijk maakt wiebelbewegingen in een ster te detecteren als gevolg van de zwaartekracht van een in een baan om de aarde draaiende planeet. Omdat hete Jupiters zo massief zijn en dicht bij hun sterren, de stellaire schommelingen die ze veroorzaken zijn groot en gemakkelijk waarneembaar.

een nieuwe, Door Yale ontworpen instrument dat bekend staat als EXPRES, die wordt geïnstalleerd op de Discovery Channel Telescope in Arizona, kan proberen om later dit jaar bevestigingen te geven.

Een 3D manipuleerbaar diagram van een hete Jupiter in verschillende fasen van zijn baan is beschikbaar op:smillholland.github.io/Phase_Curve_Demo/