A descoberta de seis exoplanetas em torno de uma estrela foi tão "fácil" quanto a contagem de seis picos no FT?

O artigo phys.org Os cientistas disponibilizam ao público enormes conjuntos de dados de estrelas próximas que descrevem o lançamento de um banco de dados acessível ao público de medições de velocidade radial de Echelle; Pesquisa do Exoplaneta de Velocidade Radial de Precisão LCES HIRES / KECK . Veja também a página inicial do Keck's HIRES .

Por duas décadas, esses cientistas apontaram o HIRES para mais de 1.600 estrelas da "vizinhança", todas a menos de 100 parsecs, ou 325 anos-luz da Terra. O instrumento registrou quase 61.000 observações, cada uma com duração de 30 segundos a 20 minutos, dependendo da precisão das medições. Com todos esses dados compilados, qualquer estrela no conjunto de dados pode ter vários dias, anos ou mais do que uma década de observações.

Esta parte chamou minha atenção especialmente:

" Descobrimos recentemente um sistema de seis planetas orbitando uma estrela , que é um grande número", diz Burt. "Frequentemente, não detectamos sistemas com mais de três a quatro planetas, mas conseguimos mapear com êxito todos os seis neste sistema porque tínhamos mais de 18 anos de dados sobre a estrela hospedeira". (enfase adicionada)

Para casos muito simples de um, ou talvez dois planetas com interação gravitacional interplanetária mínima, uma transformação de Fourier de uma agradável, longa e contínua medição de velocidade radial mostraria dois picos principais e possivelmente outros artefatos. Se o movimento estelar induzido por cada planeta tivesse magnitude semelhante, a análise poderia ser bastante simples.

Mas, para o caso dos seis planetas mencionado na citação (não sei qual é) e a cobertura irregular do tempo (é uma pesquisa), como foi feita essa análise? Picos sozinho? Ou basta jogá-lo em uma simulação de supercomputador de todas as combinações possíveis e deixar o recozimento simulado funcionar por um mês?

Ou também havia algum 'trabalho de detetive' envolvido - suposições, limitações do espaço adequado ou até a inclusão de outros dados externos ao estudo?

Suspeito que o detentor do registro (em 14/2/2017) seja o HD 10180, que tenha pelo menos 7 planetas e evidências possíveis para até 9.

Lovis et al. (2011) anunciaram a descoberta inicial com base em 190 medições de velocidade radial realizadas em 6 anos. A precisão das medições foi de 0,3-0,9 m / s.

A seção 4 desse documento descreve como eles vão encontrar os planetas nos dados. É um híbrido de fourier e métodos de ajuste. À medida que cada pico no periodograma é encontrado, ele é adicionado a um modelo que é iterado para uma melhor solução.

Planetas sucessivos reduzem a dispersão rms ao redor da curva de velocidade radial prevista. Em última análise, é necessário fazer um julgamento se a melhoria na estatística de ajuste justifica a adição de outro planeta (e mais parâmetros livres) ao modelo. As rms finais após a adição de 7 planetas foram de pouco mais de 1 m / s, o que é pior que a precisão esperada, mas que Lovis et al. atribuir ao jitter de velocidade radial (provável) devido à atividade estelar. O modelo orbital é então refinado para incluir os efeitos das interações planeta-planeta e forças das marés.

As amplitudes de velocidade radial atribuíveis a cada planeta variam de 0,8-4,5 m / s. A detecção mais marginal tem a menor amplitude, mas o período mais curto (mais ciclos e, portanto, mais fácil de detectar amplitudes menores).

Um artigo posterior de Tuomi (2012) utilizou uma Cadeia de Monte Carlo Markov mais convencional em uma estrutura bayesiana para ajustar um modelo de planetas não interagentes aos dados de velocidade radial. Novamente, há muita discussão (consulte as seções 3.3 e 3.4) sobre exatamente quantos planetas são necessários para ajustar os dados. Tuomi afirma que há fortes evidências para o 8º e 9º planeta em sua análise.$n$

Existem várias suposições importantes feitas nesses tipos de análise. O principal é que você deve assumir algum tipo de modelo para o ruído de fundo e geralmente é assumido como gaussiano e não periódico.