I ricercatori di Yale hanno trovato un modo basato sui dati per rilevare pianeti lontani e perfezionare la ricerca di mondi simili alla Terra.

Il nuovo approccio, delineato in uno studio pubblicato il 20 dicembre in Il Giornale Astronomico , si basa su metodi matematici che hanno le loro basi nella ricerca fisica. Piuttosto che cercare di filtrare il "rumore" del segnale dalle stelle attorno alle quali orbitano gli esopianeti, Gli scienziati di Yale hanno studiato insieme tutte le informazioni sul segnale per comprendere le complessità all'interno della sua struttura.

"Non richiede altro che i dati stessi, che è un punto di svolta, " ha detto l'autore senior John Wettlaufer, l'A.M. Bateman Professore di Geofisica, Matematica e fisica a Yale. "Inoltre, ci permette di confrontare i nostri risultati con altri, approcci tradizionali e migliorare qualsiasi ipotesi di modellazione che utilizzano."

La ricerca di esopianeti, pianeti trovati al di fuori del nostro sistema solare, è aumentata notevolmente negli ultimi anni. Lo sforzo è motivato, in parte, dal desiderio di scoprire analoghi della Terra che potrebbero anche supportare la vita.

Gli scienziati hanno impiegato molte tecniche in questo sforzo, compreso il tempo delle pulsar, imaging diretto, e misurare la velocità con cui le stelle e le galassie si muovono verso o lontano dalla Terra. Eppure ognuna di queste tecniche, singolarmente o in combinazione, presenta sfide.

In primis, queste sfide hanno a che fare con l'eliminazione di dati estranei, il rumore, che non corrispondono ai modelli esistenti di come dovrebbero comportarsi i pianeti. In questa interpretazione tradizionale del rumore, le ricerche possono essere ostacolate da dati che oscurano o imitano gli esopianeti.

Wettlaufer e i suoi colleghi hanno deciso di cercare gli esopianeti nello stesso modo in cui avevano selezionato i dati satellitari per trovare cambiamenti complessi nel ghiaccio marino artico. Il nome formale per l'approccio è "analisi di fluttuazione detrended temporalmente ponderata multifrattale" (MF-TWDFA). Setaccia i dati su tutte le scale temporali ed estrae i processi sottostanti ad essi associati.

"Un'idea chiave è che gli eventi più vicini nel tempo hanno maggiori probabilità di essere simili rispetto a quelli più lontani nel tempo, " ha detto Wettlaufer. "Nel caso degli esopianeti, sono le fluttuazioni dell'intensità spettrale di una stella con cui abbiamo a che fare."

L'uso dei multifrattali nella scienza e nella matematica è stato sperimentato a Yale da Benoit B. Mandelbrot e Katepalli Sreenivasan. Per competenza nella ricerca di esopianeti, i ricercatori si sono consultati con l'astrofisico di Yale Debra Fischer, che ha aperto la strada a molti approcci nel campo.

I ricercatori hanno confermato l'accuratezza della loro metodologia testandola rispetto alle osservazioni e ai dati di simulazione di un pianeta noto in orbita attorno a una stella nella costellazione della Volpetta, a circa 63 anni luce dalla Terra.