На грани хаоса: новый метод для анализа устойчивости экзопланета

Экзопланеты, вращающиеся вокруг далеких звезд приходят быстро в фокус с передовыми технологиями, как космический телескоп Kepler. Получения полного понимания этих систем достаточно сложно, поскольку начальные положения и скорости экзопланеты неизвестны. Определение, является ли динамика системы квазипериодические или хаотические является громоздким, дорогостоящим и вычислительно сложной.

На этой неделе в хаос, от публикации АИП Тамаш Ковач обеспечивает альтернативный метод для анализа устойчивости органов экзопланетных используя только наблюдаемые данные временных рядов вывести динамических измерений и количественной оценки неопределенности систем экзопланет.

«Если мы не знаем уравнения движения системы, и мы имеем только временные ряды — то, что мы измеряем с помощью телескопа-тогда мы хотим превратить эту серию в сложную сеть. В данном случае, это называется сетевой рецидивирования,» сказал Ковач. «Эта сеть имеет все динамические характеристики базовой системы мы хотим проанализировать».

В статье использованы работы физика Флорис Такенс, который предложил в 1981 году, что динамика системы может быть реконструирована с помощью серии наблюдений о состоянии системы. С теоремы вложения Такенса’ в качестве отправной точки, Ковач использует время задержки внедрения для восстановления высокой размерности траектории и затем определить точки возврата, где тела в фазовом пространстве близко друг к другу.

«Эти особые точки будут вершинами и краями комплекс сети», — сказал Ковач. «Если у вас есть сеть, вы можете перепрограммировать эту сеть, чтобы иметь возможность применить такие меры, как транзитивность, средняя длина пути или другим уникальным для этой сети.»

Ковач испытаний на надежность методом с использованием известной системы в модели трех тел системы Сатурна, Юпитера и солнца, а затем применяет его к Кеплеру и системы 36б 36С. Его результаты системы Kepler согласен с тем, что известно.

«Более ранние исследования выявили, что Кеплер и 36б 36С-это особенная система, потому что от прямого моделирования и численного интегрирования, мы видим, что система находится на краю хаоса», — сказал Ковач. «Иногда, он показывает обычные динамики, а в другой раз, кажется, хаотично.»

Автор планирует в следующем применять его методы для систем с более чем тремя телами, тестирование масштабируемости и исследуют его способность справляться с более продолжительных временных рядов и резких наборов данных.