最先端のアルゴリズムとビッグデータ解析で衛星画像から系外惑星を検出

概要

TESS 宇宙望遠鏡とケプラー宇宙望遠鏡は、観測でできるだけ多くの夜空を捉えることを目的としていました。 TESS 望遠鏡のカバー範囲を下の図に示します (MIT、2015)。 

空のほとんどの地点では、星の変化を時間の経過とともに追跡するために数週間分の画像が撮影されています。 このデータを使用すると、トランジット法を使用して他の星を周回する惑星を見つけることができます。

トランジット法は、惑星が星の前を通過する際の星の明るさの低下を検出します。 この技術を使用して惑星を見つける信頼性は、惑星の公転周期が固定されているという事実にかかっています。 したがって、14.5 日ごとに星の明るさの低下が見つかった場合、その星の周りを 14.5 日続く軌道で周回する惑星が存在する可能性が高いことを意味します。

このプロジェクトでは、いくつかの実験的なことを行います 前処理 テクニックと使い方 (HPC) TESS のデータ リポジトリで前処理技術を使用して、迅速かつ簡単に結果を取得します。

ジョブのセットアップ

短いイントロ

  1. 我々は、使用します Jobs > Create New Job タブをクリックして HPC ジョブを作成し、必要なソフトウェアおよびハードウェア スタックを使用してクラウド上で実行します。 これを行うには、次の場所に移動します。 Jobs > Create New Job タブを選択 を選択します。.
  1. 入力ファイルをアップロードします。 このスクリプトは、ユーティリティ ファイル (util.py)、ターゲット リスト (csv-file-toi-catalog.csv)、および Python スクリプト (run.py) の XNUMX つの部分で構成されます。 Python スクリプトは、MPI 対応の Anaconda 環境を利用して、複数のコアにわたる作業をスケジュールします。 この手順を完了すると、次のようにファイルがアップロードされていることがわかります。
  1. に行く ソフトウェアの設定 をクリックして ミニコンダ ソフトウェアとして。
  1. 初期化時に実行されるコマンドを記述して、miniconda をセットアップします。 これには、必要なパッケージのインストールとメイン ファイルの実行が含まれます。 これらのコマンドを実行すると、conda 環境はすでにアクティブ化されています。
conda install -y -c anaconda numpy
conda install -y -c astropy astroquery
conda install -y -c conda-forge astropy
conda install -y -c conda-forge matplotlib
conda install -y -c anaconda scipy
conda install -y mpi4py
  1. 最後に次のコマンドを追加してスクリプトを実行します。 #NUM_CORES を、最終的に割り当てるコアの数 (この例では 18) に置き換えます。 重要： スクリプトにユーザーの入力/確認が必要ないことを確認してください。conda では、これは -y フラグで行われます。
mpirun -n #NUM_CORES python run.py

  1. ハードウェアの選択 ページで、 そしてウォールタイム。 この分析では、18 コアと 4 時間のウォールタイムを持つ Emerald コアタイプを使用します。 さらに下にスクロールすると、他のものも表示されます どのコアがジョブに望ましい仕様を備えているかを判断するためのオプション。 パフォーマンス ベンチマークを使用して、価格または速度の最適なコアを見つけることもできます。 クリック 送信 仕事を始めるために。

結果

スクリプトの実行後、結果はファイル out.csv に保存されます。 「結果」タブに移動し、以下に示すように out.csv を検索します。 このファイルには、TESS の対象オブジェクトごとに、太陽系外惑星の可能性のある軌道周期とピリオドグラムのパワーという XNUMX つのエントリが含まれています。 XNUMX 番目の値は、その星の周囲で繰り返されるパターンの信頼性の大まかな測定値として解釈できます。

次に、推定された公転周期に従って光度曲線を折り畳むと、惑星の存在を示す特徴的な明るさの低下を見ることができます。 いくつかの有望な例を以下に示します。 これらの候補は、他の方法によるさらなる審査のために渡されます。

参考文献

マサチューセッツ工科大学。 （2015年）。 TESS。 TESS – 通過中の系外惑星調査衛星。 15 年 2022 月 XNUMX 日取得、https://tess.mit.edu より