In dem Artikel von National Geographic über die Ankündigung der NASA über neue Planeten, die von der Raumsonde Kepler entdeckt wurden, heißt es, dass es 4.175 Kandidatenplaneten gibt. Wie läuft die Überprüfung dieser Kandidatenplaneten ab? Woher wissen wir, dass sie existieren, ohne zu wissen, ob es sich um Planeten handelt? Oder sind sie Kandidaten, weil die Daten darauf hindeuten, dass ein Planet dort sein könnte, wir aber detailliertere Daten oder mehr Analysen benötigen, bevor wir dies bestätigen können?
Planeten-„Kandidaten“ sind Kepler Objects of Interest (KOIs), die eine Transit-ähnliche Lichtkurve haben und eine Reihe von Beobachtungstests bestanden haben. Sie sind Kandidaten, weil sie zwar einen Transit in der Lichtkurve des betreffenden Sterns zeigen, aber keine unabhängige Bestätigung einer Planetenmasse.
Ein Problem, das es zu überwinden gilt, sind „False Positives“. Neben Planeten gibt es noch andere astrophysikalische Phänomene, die einen exoplanetaren Transit in einer Kepler-Lichtkurve nachahmen können. Zum Beispiel kann ein Doppelstern mit streifendem Einfall etwas erzeugen, das wie ein Transit in einer Lichtkurve aussieht; das kann auch eine zufällige Ausrichtung eines Sterns mit einem Hintergrund sein, der einen Doppelstern verdunkelt. Es gibt auch eine Reihe von instrumentellen Anomalien, so dass ein Signal in einem Teil eines CCD oder des Kepler-Felds an einer anderen Position einen "Geist" erzeugen kann, der wie ein Transit aussehen könnte.
Wenn Sie eine detaillierte Spektroskopie einschließlich genauer Radialgeschwindigkeitsmessungen erhalten können, können Sie normalerweise die meisten dieser Fehlalarme ausschließen, hauptsächlich indem Sie eine Massenbeschränkung für den Begleiter erhalten.
Selbst wenn Sie ein sehr sauberes Transitsignal haben und einen Planetenradius abschätzen können, besteht ein weiteres Problem darin, dass eine breite Palette von Massen Objekte mit sehr ähnlichen Radien erzeugt. dh. Massivere Braune Zwerge haben sehr ähnliche Radien wie Exoplaneten. Auch hier nur eine Massenschätzung, entweder durch Radialgeschwindigkeitsmessungen oder manchmal durch "Transit-Timing-Variationen", wenn sich das Objekt in einem System mit mehreren Exoplaneten befindet.
Das Problem mit den KOIs ist nun, dass viele dieser Sterne viel zu schwach sind ( ), um die Art von detaillierter Spektroskopie durchzuführen, die auf den viel helleren Exoplaneten um Sterne herum leicht möglich ist, die beispielsweise bei den bodengestützten HATNET- oder WASP-Durchmusterungen heller Sterne gefunden wurden.
Was Sie also tun können, ist, das Problem statistisch anzugehen, indem Sie die Arten von Fehlalarmen identifizieren, die Sie möglicherweise haben, ihren Einfluss quantifizieren und verdächtige Objekte wegwerfen (siehe zum Beispiel Batalha 2012 ). Abschnitt 4 dieses Papiers beschreibt im Detail einige der Tests, die durchgeführt werden: z. B. Vergleichen der Tiefen von ungeraden und geraden Transiten, um nach Asymmetrien zu suchen, die auf Binärdateien mit streifendem Einfall hindeuten würden; Suche zwischen den Transiten nach einer sekundären Sonnenfinsternis, die auch auf einen stellaren Begleiter hindeuten würde; die Form des Transits ist diagnostisch, kann aber einen Planetenkandidaten nicht einfach ausschließen; Suche nach Bewegung des "Fotozentrums" der Quelle - wenn sich das Fotozentrum während eines Durchgangs bewegt, könnte dies auf eine Hintergrund-, verdünnte, verdunkelnde binäre Lichtkurve hinweisen.
Eine frühe Arbeit von Morton & Johnson (2011) behauptete auf der Grundlage eines Populationssyntheseansatzes, dass astrophysikalische Fehlalarme auf weniger als 10 % begrenzt seien. Eine aktuelle Veröffentlichung von Coughlin et al. (2014) diskutiert, wie instrumentelle Effekte getestet werden können, indem die Transitzeiten mit den Perioden anderer bekannter Objekte im Kepler-Sichtfeld verglichen werden. Sie behaupten, dass etwa 30 % der KOIs tatsächlich falsch positiv sein könnten. Wie auch immer, es sieht so aus, als ob die große Mehrheit der KOIs tatsächlich Exoplaneten sind, aber um zu identifizieren, welche es nicht sind, wird eine detaillierte Nachverfolgung erforderlich sein.
Jack R. Woods