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11/10/11 - DJ:

En busca de exoplanetas en la web

T.E.L: 7 min. 13 seg.


Un nuevo proyecto de ciencia ciudadana nos permite descubrir exoplanetas gracias a una iniciativa del Observatorio Las Cumbres.


Los astrónomos del Observatorio Las Cumbres están investigando exoplanetas. Se trata de una misión de alto valor científico para la cual requieren de agentes especiales en una suerte de tarea astro-detectivesca. Su tarea, si decide aceptarla, es mirar en una secuencia de imágenes recientemente tomadas por los telescopios del Observatorio en Hawaii, Australia y California y ayudar a detectar planetas en órbita alrededor de otras estrellas y medir su tamaño.

Así presenta este nuevo proyecto de ciencia ciudadana el Observatorio Las Cumbres para su nuevo sitio web Agent Exoplanet.

Otro sitio similar fue presentado anteriormente por el equipo de ZooUniverse llamado PlanetHunters.



Tutorial
Como el sitio está en inglés, veamos cómo funciona para que pueda ser utilizado fácilmente incluso por quienes no manejan aquel idioma.

El proyecto está basado en la técnica de tránsitos, es decir por el paso de un planeta frente a su estrella. Para eso hace falta una alineación que nos permita visualizar ese tránsito que se verá reflejado en un cambio de luz proveniente de la estrella huésped.

Varios telescopios tomaron imágenes de un campo de estrellas a lo largo de un período de tiempo. El sitio brinda las herramientas necesarias para detectar los tránsitos que ya se sabe que hubo en alguna de las estrellas y medir el brillo de la misma mientras el planeta la transita.

Empezando
Desde la página inicial de Agent Exoplanet pulsaremos "Start the mission" para comenzar la misión. Allí podremos elegir entre uno de varios exoplanetas, como Corot-2b, HAT-P-25b, etc. Al lado de cada uno figurará la cantidad de imágenes que contiene. Cada imagen lucirá muy similar entre sí porque es el mismo campo, aunque en distintos momentos. La idea es analizar cada imagen para capturar el descenso en el brillo de la estrella mientras el planeta transita.

Para usar el sitio hará falta registrarnos con un formulario extremadamente simple.



Elegimos Corot-2b, por ejemplo. La página de ese exoplaneta nos presentará información sobre el mismo y veremos dos botones verdes con letras blancas. El primero es Analyze images...y allí vamos. Si no nos habíamos registrado en este paso se nos pedirá que lo hagamos. Completamos con nuestro nombre de usuario, nuestro nombre real y/o apellido, pseudónimo (es decir que nuestro usuario puede ser distinto de nuestro pseudónimo) y una dirección válida de correo electrónico.

Acto seguido veremos una ventana grande en el medio que nos da la bienvenida al llamado Light Monitor (Monitor de Luz). Una cruz en celeste muestra el objetivo (target) para esas observaciones. El objetivo es la estrella y la idea es monitorear la luz de la estrella para detectar cambios. Pulsamos en cualquier parte de la imagen grande. A la izquierda veremos la misma imagen, más pequeña. Al pulsar sobre la imagen grande se ocultará el mensaje anterior y la cruz celeste. En cambio se nos anunciará la primera tarea: mover el círculo celeste hacia la estrella huésped, es decir, aquella que antes estaba indicada con la cruz. Si nos olvidamos dónde estaba la estrella, usaremos la imagen más pequeña a la izquierda como guía.



Así que lo que haremos será pulsar sobre el indicador celeste, que dice Target, y mientras mantenemos pulsado con el mouse, movemos el círculo hacia donde está la estrella. Al hacerlo la imagen se ampliará para facilitarnos la tarea y podremos ver en la imagen izquierda si estamos haciéndolo bien.

Para estar aún más seguros podemos pulsar la imagen menor y en la imagen mayor se verá nuevamente la cruz celeste, que debería estar sobre el círculo celeste, es decir, en la estrella.

Este paso es importante. Debemos estar seguros de haber elegido la estrella correcta.

Luego veremos otro círculo etiquetado como Sky. Deberemos mover este círculo violeta hacia una parte cercana a la estrella en la que no haya ninguna otra cosa, un lugar vacío, sin estrellas, pero cercano a la estrella en cuestión.



Si vemos que el círculo violeta aparece en un lugar en el que aparentemente no hay nada, igualmente debemos pulsarlo. La imagen se agrandará lo que nos confirmará si allí no hay nada. Si es necesario lo movemos.

En ese momento nos aparecerá un nuevo círculo etiquetado como Calibrator 1, en amarillo.
Estos calibradores son necesarios porque en una serie de tomas es posible que observemos cambios de brillo NO debidos al tránsito de un exoplaneta frente a la estrella, sino por cambios en la cámara. Para evitar ser engañados, se usan calibradores en otras estrellas. Así que deberemos mover este calibrador hacia otra estrella. Se sugiere que la misma no sea ni muy débil ni muy brillante y que no esté muy cerca de otra estrella.



Al posicionar el primer calibrador nos aparecerá un segundo y luego un tercero. Con los tres la tarea es la misma. Esto permitirá, al notar un cambio de brillo, identificar si el mismo se debe a la cámara, en cuyo caso el cambio deberá reflejarse en los demás calibradores también, o propio de la estrella en cuestión, en cuyo caso no se reflejará en los calibradores.

La cantidad de calibradores puede incrementarse. Para hacerlo pulsaremos en el botón izquierdo Add Calibrator. Si lo hacemos, nos aparecerá debajo otro botón llamado Zap calibrator. Al pulsar este botón se eliminará el último calibrador que hayamos ubicado.

Analizar las curvas de luz
Una vez señalado el objetivo/target, ubicado un lugar vacío y haber usado al menos tres calibradores, estaremos en condiciones de analizar la imagen. Al pulsar el botón Analyze image se verán pequeños gráficos cercanos a cada círculo.



Cada gráfico tiene una curva verde y una azul. Los picos de ambas curvas no necesitan estar alineados, sólo debemos asegurarnos que exista un pico de cada color, más o menos cerca y aproximadamente del mismo tamaño. Si una de las curvas aparece significativamente a la derecha o izquierda de la otra, será que nuestro círculo en esa estrella está ligeramente corrido y estamos dejando a parte de la estrella fuera. Para eso podemos corregir la ubicación de los mismos y volver a pulsar Analyze.

Al pulsar el botón Analyze image, además de los gráficos nos aparecerá un mensaje indicándonos que las mediciones fueron guardadas y que los gráficos muestran el brillo en la imagen en tajadas horizontales y verticales a través del centro de los círculos. La línea plana, roja, es el valor promedio del cielo de nuestros círculos.

Si no hay nada que corregir, iremos a la siguiente imagen pulsando Next Image.

Las demás imágenes
El resto de las imágenes son de la misma región del cielo, tomadas en otro momento. Así que el aspecto será similar pero no idéntico. Deberemos repetir los tres pasos: ubicar el objetivo, en celeste, el espacio vacío en violeta y los marcadores en amarillo.
Pero ahora es mucho más fácil y rápido porque todos los círculos estarán en el mismo lugar de antes, sólo que no concordarán exactamente con las estrellas, sino que estarán muy ligeramente descentrados.

Clave: si todos los marcadores parecen estar corridos de la misma forma es posible moverlos todos pulsando la opción Move all tags, abajo a la derecha.

Volvemos a analizar la imagen y así continuamos con el resto.

Veamos aquí una tercera imagen de Corot-2b en la que se nota claramente cuán corridos están los marcadores.


Si usamos la opción Move all tags y luego queremos corregir sólo alguno de ellos, deberemos desmarcar esa opción.

Curvas de luz
Una curva de luz es un gráfico del brillo medido en cada imagen, mostrado contra el tiempo de observación en el que se tomó la medida.

Al finalizar el paso anterior nos aparecerá nuestra curva de luz. Cada línea de color corresponde a un marcador. Si notamos uno muy distinto del resto podemos pulsar en el punto, lo que nos llevará a la imagen en cuestión. Cada línea posee 13 puntos porque en este caso había 13 imágenes.
Editamos nuevamente los marcadores y luego podemos volver a la curva de luz pulsando en el ícono que aparece arriba a la derecha o bien con pulsar Next image.

Clasificar las curvas de luz
Se nos mostrarán las curvas de cada marcador y deberemos clasificarlas con los botones de la derecha. Lo que se busca es un descenso en el brillo que se debería manifestar como un pico pronunciado.

Además de la forma podemos mirar la tabla con datos en Toggle data table.


Así que veremos tantas curvas como calibradores hayamos usado.
Deberemos indicar si vemos un "pozo" (dip), si no hay pozo (no dip), o si vemos otra cosa (other) para cada uno de los calibradores usados.



Al terminar nos aparecerá el botón Final lightcurve.

Curva final
La curva final estará dada por nuestros calibradores más los que hayan usado otros usuarios. Por ejemplo, de Corot-2b el resultado, tras haber usado 4 calibradores es el que sigue:


Si notamos un "pozo de luz" podremos seleccionar el rango con el mouse ante lo que aparecerá una animación con el tamaño relativo de la estrella, el planeta y la órbita.

Muestra de una curva final para Corot-2b. La línea negra fue trazada con el mouse, apoyándolo a la izquierda y, mientras se mantiene pulsado, moviéndolo a la derecha. No hay aquí un verdadero "pozo" muy pronunciado, pero se marcó para dar una idea.


Los restantes planetas poseen más de 100 imágenes, así que lo hecho hasta aquí será una mera práctica, pero que posibilita saber cómo se hace e ir ganando algo de confianza para hacer el resto más rápido.

Pero a no desesperar: no hace falta que hagamos las más de 100 imágenes de un tirón. El trabajo se va guardando a medida que lo hacemos y lo podemos retomar cuando queramos.
Y a no tener miedo en equivocarse. Todo el mundo se equivoca. Nadie nace sabiendo. El resultado final no será el nuestro únicamente, sino la combinación con muchos otros. Pero además, a medida que practiquemos empezaremos a hacer las cosas mejor y siempre es posible retocar nuestros datos. Incluso si ya terminamos con un planeta, por ejemplo con Corot-2b, podemos volver y si bien ya no aparecerán los dos botones verdes, sino sólo el que nos mostrará la curva final, igualmente a la derecha, arriba, veremos los íconos que nos van a permitir acceder a editar la clasificación de las curvas y la posición de los calibradores.

Aquí les dejo un video que, aunque en inglés, permite visualizar cómo se realiza el procedimiento y nos brinda la oportunidad de ver cómo se hace relativamente bien, en particular cómo situar los marcadores y cómo deben quedar las curvas de los mismos para darnos por satisfechos: Agent Exoplanet en YouTube.


Fuentes y links relacionados



Sobre las imágenes

  • Capturas de pantalla de Agent Exoplanet. Crédito: Observatorio Las Cumbres.


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