Patrulha da Binária Eclipsante

Nos envie suas perguntas através da página de Conversa ! Selecionaremos as perguntas mais frequentes e as responderemos aqui.

Informações básicas sobre o projeto e as tarefas de classificação

Quais são as imagens que vejo?

As imagens de classificação que você vê mostram dados coletados pela missão TESS da NASA e geralmente se parecem com isto:

Cada figura tem três painéis (rotulados 1, 2 e 3) que destacam várias características de uma candidata a binária eclipsante específica, conforme detectada e preliminarmente analisada por algoritmos. Vamos dar uma olhada mais de perto em cada painel.

Painéis superiores: a curva de luz

O painel superior (rótulo 1) de cada figura mostra o brilho de uma estrela alvo específica em função do tempo (a curva de luz), de modo que o tempo observado esteja no eixo horizontal (em unidades de dias) e o brilho medido da estrela esteja no eixo vertical (em unidades normalizadas). As quedas mais profundas no brilho (idealmente destacadas pelas faixas verticais verdes) representam os eclipses primários periódicos. Se presentes, as quedas mais rasas no brilho representam os eclipses secundários.

As faixas verdes verticais mostram onde um algoritmo de busca de período que usamos acha que os eclipses estão. Idealmente, as faixas verticais verdes devem coincidir com os eclipses, mas como você verá, às vezes pode haver uma incompatibilidade devido a dados ruidosos.

Aqui está um close-up do painel superior mostrado acima:

Painéis inferiores esquerdos: a curva de luz "dobrada em fase"

O painel inferior (rótulo 2) de cada figura mostra os mesmos dados do painel superior, mas "dobrado em fase" no período EB medido pelo algoritmo.

O período orbital é a quantidade de tempo que um objeto leva para completar uma órbita completa ao redor do outro objeto. É indicado pelas fases 0 (início do período), 1 (fim de um período, quando a órbita completa ao redor da estrela alvo é completada), 2 (fim de dois períodos, quando duas órbitas completas ao redor da estrela alvo são completadas), etc.

Dobramento de fase é simplesmente cortar toda a curva de luz em segmentos de comprimento igual e empilhar todos os segmentos uns sobre os outros. O comprimento de cada segmento é de um período, ou seja, a distância entre duas faixas verdes consecutivas no painel superior. O eixo horizontal do painel inferior esquerdo mostra a fase orbital da curva de luz que, para um período orbital, vai de fase = 0 (início de um período) a fase = 1 (fim do período). Matematicamente, fase = tempo dividido por período.

Aqui, a fase é estendida de -0,4 para 1,6 para cobrir dois períodos orbitais para que possamos ver o padrão geral da curva de luz. Como resultado, os eclipses primários se repetem nas fases 0 e 1. Se presentes, os eclipses secundários também se repetem em suas respectivas fases, por exemplo, 0,5 e 1,5.

Os painéis inferiores esquerdos geralmente se parecem com isto:

Aqui, o período medido da Binária Eclipsante está correto e todos os eclipses primários (mergulhos mais profundos) dobram nas fases 0 e 1 (mais explicações sobre as Fases Orbitais abaixo). Para este alvo em particular, também há eclipses secundários (mergulhos mais rasos) que também dobram perto das fases 0,5 e 1,5. Note que, em geral, os eclipses secundários podem estar em qualquer fase diferente de 0 e 1.

Como parte do processo de classificação, confirmaremos se o modelo dos dados do TESS (painéis superiores) está prevendo corretamente os eclipses primários nas fases 0 e 1 (painéis inferiores esquerdos) e, se houver, eclipses secundários em algum lugar entre as fases 0 e 1.

Painéis inferiores direitos: as imagens TESS

O objetivo de ter essa imagem é uma verificação dupla de que estamos olhando para o alvo certo e uma verificação adicional de que as medições TESS para o alvo em questão são confiáveis.

O painel inferior direito de cada gráfico (rótulo 3) mostra uma imagem TESS de 11x11 pixels em formato de "selo postal" centralizada perto da estrela alvo (representada por um símbolo de estrela vermelha). Esses "selos postais" são usados ​​para encontrar a localização do pixel da fonte dos eclipses (representada por um círculo preto aberto). Para contexto, cada pixel TESS cobre cerca de 400 segundos de arco quadrados do céu. Os pixels são minúsculos — para referência, o céu inteiro cobre cerca de 535 bilhões de segundos de arco!

Os painéis inferiores direitos geralmente se parecem com isto:

Idealmente, os painéis inferiores direitos mostrarão um único "ponto" brilhante bem definido (pixelado) localizado perto do meio da imagem e espalhado por vários pixels. É isso que você deve procurar nas classificações. Desconsidere os pontos, estrelas e círculos!

No entanto, isso nem sempre será o caso, pois há muitos potenciais falsos positivos e medições não confiáveis ​​no conjunto de dados. Com sua ajuda, podemos peneirar isso!

Quais são os objetivos científicos do projeto?

O principal objetivo científico do projeto é criar um catálogo de todo o céu uniformemente verificado e validado de EBs observadas pelo TESS. Por sua vez, isso proporcionaria melhor compreensão da formação, propriedades orbitais e físicas e evolução de estrelas binárias próximas encontradas em vários ambientes galácticos, populações estelares e em vários estágios evolutivos.

FAQ: Classificando imagens para a Patrulha da Binária Eclipsante

Às vezes, parece que o período medido é muito longo ou muito curto por um fator de 2, 3, etc. Por que isso acontece?

Isso acontece quando o algoritmo está contando incorretamente os eclipses primários. Nesses casos, os painéis inferiores esquerdos podem mostrar eclipses "secundários" entre as fases 0 e 1 que são idênticos aos eclipses primários, ou até mais profundos. Isso indicaria que o período medido está fora por um fator inteiro do período correto, ou seja, 1/3, 1/2, 2, 3, etc. Ao examinar um candidato binário eclipsante para esse problema, observe mais de perto os painéis superior e inferior esquerdo. Vamos dar uma olhada em como isso pode aparecer durante as classificações.

Aqui está um exemplo de candidata a Binária Eclipsante onde o algoritmo contou todos os outros eclipses primários (veja as faixas verticais verdes no painel superior). As fortes modulações na curva de luz enganaram o algoritmo, fazendo-o perder os eclipses primários nas fases 0,5 e 1,5! Como resultado, o período medido (1,26 dias) é um fator de 2 a mais — o período real é de 0,63 dias:

Aqui está outro exemplo, onde o algoritmo contou cada eclipse primário e cada eclipse secundário (em vez de apenas os eclipses primários) e decidiu que o período é de cerca de 2,2 dias. A inspeção visual identifica rapidamente o problema de "desvio por dois" e mostra que o período medido em um fator de 2 é muito curto -- o período real é de cerca de 4,4 dias.

Note que, embora um fator de dois possa ser o mais comum, pode haver casos em que o fator é maior (3, 4, etc.). Aqui está um exemplo de um período medido que é um fator de três muito longo:

Por que alguns dos painéis inferiores direitos parecem estranhos?

Às vezes, os painéis inferiores direitos não mostram um único "ponto" brilhante bem definido (pixelado) localizado próximo ao meio da imagem e espalhado por vários pixels:

Tais imagens são causadas por fortes efeitos sistemáticos ("ruído") que tornam a posição medida do pixel dos eclipses (às vezes chamada de "centro de luz" ou "fotocentro") não confiável. Aqui, "ruído" é chamado de qualquer sinal aparente nos dados que não seja de natureza astrofísica.

Em casos como esses, as medições terão que ser cuidadosamente refeitas -- se possível. Se você vir essas imagens, você pode discuti-las nas Páginas de Conversa com a hashtag #noisyimage.

Se eu cometer um erro, posso voltar e alterar minhas respostas?

Você pode editar suas respostas até pressionar o botão "Concluir" ou "Concluir e Debater". No entanto, depois que você enviar sua classificação, ela vai direto para nosso banco de dados e você não poderá alterá-la. Mas não se preocupe! Cada imagem é vista por vários voluntários, então quaisquer erros são corrigidos.

Como sei se estou fazendo isso corretamente?

Para citar o projeto Planet Hunters TESS, "Os seres humanos são realmente bons em reconhecimento de padrões, e geralmente sua primeira resposta é provavelmente a correta". Nós o encorajamos a usar seu melhor julgamento. Use os exemplos no tutorial, guia de campo e Converse através do botão "preciso de ajuda com esta tarefa".

Hashtags

Uma boa opção para agilizar a classificação de objetos é usar hashtags.

Confira o Guia de Campo e as Páginas de Conversa para sugestões como #noise, #incorrectperiod quando o modelo não está prevendo corretamente os eclipses nas fases 0 e 1, #offtarget (o sinal da EB vem de uma estrela de campo próxima), ou mesmo #needsmoreeyes isso pode significar que podemos estar olhando para um sistema multiestrela ou multiplanetário -- ou invente o seu próprio! Hashtags também permitem uma maneira rápida e fácil de pesquisar assuntos específicos.

Mais informações para quem quiser saber mais

O que significa TIC?

"TIC" significa "TESS Input Catalog". O nome do catálogo TIC se parece com "TIC NNNNNNNNN". Depois de ter o número TIC da sua estrela, você pode encontrar imagens da estrela e mais detalhes no Mikulski Archive for Space Telescope (MAST). No canto superior esquerdo da página, você verá as palavras "Selecione uma coleção...". Escolha "CATÁLOGOS MAST" no menu suspenso. Em seguida, use o menu suspenso "Missão:" para navegar até "TESS Input v8". À direita, a tela diz "e insira o alvo:" Digite o nome da sua estrela nessa caixa como "TIC NNNNNNNNN" e clique em "Pesquisar".

Onde posso encontrar informações sobre a estrela que estou observando?

Comece clicando no botão "i" em um círculo que está abaixo da imagem que você classificou, no canto inferior direito. Um pop-up aparecerá com um link parecido com este: "ExoFOP-TESS Link: https://exofop.ipac.caltech.edu/tess/target.php?id=177160057" Clique no link e ele o levará para uma página do Programa de Observação de Acompanhamento de Exoplanetas" (ExoFOP), catálogo com muitas informações sobre o alvo:

Se você estiver ansioso para encontrar ainda mais informações sobre este alvo, role para baixo na página ExoFOP e procure os "Links externos" no canto inferior esquerdo:

Clique nesses links para visualizar informações sobre seu alvo em outros catálogos: SIMBAD, MAST, Keck Observatory Archive, etc.

O que é o Fast Lightcurve Inspector e como usá-lo?

O Fast Lightcurve Inspector (FLI) é uma plataforma online para inspeção e análise interativa de dados TESS. Pode ser acessada no botão 'i' abaixo de cada imagem.

Ele mostra a curva de luz completa não filtrada da estrela alvo em questão, conforme observada pelo TESS, e permite a manipulação sob demanda dos dados, incluindo dobramento de fase! Por exemplo, você pode usar o FLI para confirmar se uma característica interessante em uma curva de luz específica pode ser atribuída a uma candidata a estrela binária eclipsante. Isso pode ser especialmente útil em situações em que os dados são muito ruidosos, por exemplo, a curva de luz é altamente variável ou os eclipses são superficiais.

Parte desse trabalho não pode ser feito por um computador?

Sim! A maioria das análises que visam identificar falsos positivos em dados do TESS é feita por computadores. No entanto, os resultados podem às vezes ser pouco confiáveis, especialmente quando o número de eclipses detectados é pequeno, sua relação sinal-ruído é baixa devido a, por exemplo, artefatos instrumentais e/ou astrofísicos e/ou efeitos sistemáticos dominam os dados.

Como exemplo, aqui está uma curva de luz mostrando eventos periódicos de brilho em vez de eclipses (provavelmente devido a efeitos sistemáticos):

Isso não é inesperado. O algoritmo de busca está peneirando centenas de milhares de curvas de luz e às vezes pode ficar confuso. Máquinas também podem cometer erros -- - e essa é (parte da) razão pela qual precisamos da sua ajuda!

Além disso, o computador mede o centro de luz das imagens que você vê aqui (os painéis inferiores direitos), independentemente de sua qualidade, e automaticamente o compara com a posição do catálogo da estrela correspondente. Observe que os painéis inferiores direitos são a média de todos os eclipses detectados. Avaliar a qualidade da imagem por eclipse é altamente não trivial, pois cada estrela-alvo tem suas peculiaridades, problemas e sistemáticas de dados exclusivos, e às vezes as diferenças entre uma boa imagem e uma ruim são sutis. Os olhos humanos se destacam na avaliação desses casos mais difíceis!

Existem projetos de Ciência Cidadã relacionados ao TESS especificamente para exoplanetas no Zooniverse?

Sim! Você pode conferir o projeto Planet Hunters TESS, onde você pode analisar as curvas de luz do TESS e ajudar a identificar novos candidatos a exoplanetas em trânsito.

Qual é a diferença entre a Patrulha da Binária Eclipsante e Planet Hunters TESS e Planet Patrol?

Aqui estamos distinguindo entre candidatas a binárias eclipsantes e impostoras. Dito isso, alguns de nossos candidatos podem mostrar eventos adicionais em suas curvas de luz que podem sugerir a presença de planetas em trânsito!

No Planet Hunters TESS, você pode ajudar a pesquisar no banco de dados do TESS por objetos interessantes, como candidatos a planetas ou binárias eclipsantes.

Em nosso projeto irmão Planet Patrol, examinamos milhares de candidatos a exoplanetas em trânsito conhecidos e identificamos centenas de falsos positivos. Você pode encontrar o catálogo aqui.

Por que às vezes vejo pequenos pontos vermelhos em alguns dos painéis inferiores direitos?

Os vários símbolos nos painéis inferiores direitos são usados ​​pela equipe científica para uma análise aprofundada dos dados. Você pode ignorá-los ao classificar as imagens. Se você estiver curioso sobre o significado deles, abaixo está um breve esboço.

Os pontos vermelhos representam estrelas que por acaso estão perto da estrela-alvo do TESS, conforme projetada no céu (mas não necessariamente fisicamente associadas à estrela-alvo) e são brilhantes o suficiente para produzir os eclipses detectados. Os pontos vermelhos nos dizem se a estrela-alvo é uma Binária Eclipsante ou uma impostora.

O ideal é que os pontos vermelhos sejam claramente separados da estrela vermelha (a posição do alvo de acordo com o catálogo Gaia) e do círculo preto (a posição medida da fonte dos eclipses). Nessa situação, as estrelas próximas correspondentes aos pontos vermelhos podem ser descartadas com segurança como potenciais falsos positivos e a estrela alvo é confirmada como binária eclipsante genuína. Aqui está um exemplo disso:

Em outros casos, um ponto vermelho estará próximo do círculo preto aberto -- e ambos estarão claramente separados da estrela vermelha. Neste cenário, o binário eclipsante não é a estrela alvo, mas a estrela próxima correspondente àquele ponto vermelho! Aqui está um exemplo disto:

Às vezes, a estrela vermelha, o círculo preto e um ponto vermelho estarão muito próximos um do outro. Aqui está um exemplo disso para o caso de TIC 348842168:

À esquerda você pode ver a imagem TESS de 5x5 pixels. À direita você pode ver uma imagem correspondente do Digitized Sky Survey (DSS) com os pixels TESS correspondentes sobrepostos. Como os pixels DSS são cerca de 20 vezes menores que os do TESS, a resolução da imagem correspondente é muito maior. Você pode inspecionar interativamente a imagem DSS aqui.

O ponto vermelho na imagem TESS representa uma estrela de campo próxima (TIC 737405737) que está separada da estrela alvo (TIC 348842168) por apenas 1,5 arcsec -- isso é menos de um décimo de um pixel TESS! Na imagem DSS, TIC 737405737 é o pequeno símbolo x amarelo logo acima da pequena mira.

Um desses dois é a binária eclipsante e o outro é um impostor. No entanto, isso é o mais longe que podemos ir com base apenas nos dados do TESS para esse alvo em particular. Uma separação projetada no céu de 1,5 segundos de arco é muito pequena para o algoritmo dizer qual é qual...Você pode mencionar alvos como este nas Páginas de Conversa com a hashtag #fscp ("Field Star in Central Pixel" que é brilhante o suficiente para contaminar, mas muito próximo do alvo para ser descartado).

Quer fazer mais com a Patrulha da Binária Eclipsante?

Você tem interesse em aprender mais sobre binários eclipsantes e/ou se envolver com o projeto além de contribuir com a classificação? Caso sim, você pode nos enviar seu e-mail através deste Formulário Google e adicionaremos você ao nosso grupo de Usuários Avançados.

Acha que encontrou algo interessante?

Você acha que capturou um sistema multiestelar com eclipses adicionais ou eventos semelhantes a trânsitos entre os eclipses principais? Eles podem vir em uma ampla variedade de configurações de curva de luz, formas, padrões e características e são geralmente caracterizados por um ou mais "outliers" sobrepostos ao padrão regular do eclipse. Aqui você pode ver alguns exemplos de sistemas triplos produzindo uma binária eclipsante ("EB"), bem como eclipses terciários ("tert"):

Para mais exemplos, você pode conferir este artigo e as referências que estão lá.

Você pode marcar esses alvos na Conversa com uma hashtag #needsmoreeyes. Você pode também preencher esse Formulário Google onde monitoramos os potenciais candidatos.