Los exoplanetas que giran alrededor de estrellas distantes se están enfocando rápidamente con tecnología avanzada como el telescopio espacial Kepler. Es difícil obtener una comprensión completa de esos sistemas, porque se desconocen las posiciones y velocidades iniciales de los exoplanetas. Determinar si la dinámica del sistema es cuasi-periódico o caótico es engorroso, costoso y computacionalmente exigente.
En esta semana Caos de AIP Publishing, Tamás Kovács ofrece un método alternativo para el análisis de estabilidad de cuerpos exoplanetarios utilizando solo los datos de series de tiempo observados para deducir mediciones dinámicas y cuantificar la imprevisibilidad de los sistemas de exoplanetas.
"Si no conocemos las ecuaciones que rigen el movimiento de un sistema, y solo tenemos las series de tiempo, lo que medimos con el telescopio, entonces queremos transformar esa serie de tiempo en una red compleja. Enen este caso, se llama una red de recurrencia ", dijo Kovács." Esta red contiene todas las características dinámicas del sistema subyacente que queremos analizar ".
El documento se basa en el trabajo del físico Floris Takens, quien propuso en 1981 que la dinámica de un sistema podría reconstruirse utilizando una serie de observaciones sobre el estado del sistema. Con el teorema de inserción de Takens como punto de partida, Kovács utilizaincrustación de retardo de tiempo para reconstruir una trayectoria de alta dimensión y luego identificar puntos de recurrencia, donde los cuerpos en el espacio de fase están cerca uno del otro.
"Esos puntos especiales serán los vértices y los bordes de la red compleja", dijo Kovács. "Una vez que tenga la red, puede reprogramar esta red para poder aplicar medidas como transitividad, longitud de ruta promedio u otras exclusivas paraesa red "
Kovács prueba la confiabilidad del método usando un sistema conocido como modelo, el sistema de tres cuerpos de Saturno, Júpiter y el sol, y luego lo aplica al sistema Kepler 36b y 36c. Los resultados de su sistema Kepler concuerdan con lo que esconocido.
"Estudios anteriores señalaron que Kepler 36b y 36c es un sistema muy especial, porque a partir de la simulación directa y las integraciones numéricas, vemos que el sistema está al borde del caos", dijo Kovács. "A veces, se muestra regulardinámica, y en otros momentos, parece ser caótico "
El autor planea luego aplicar sus métodos a sistemas con más de tres cuerpos, probar su escalabilidad y explorar su capacidad para manejar series de tiempo más largas y conjuntos de datos más precisos.
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Materiales proporcionados por Instituto Americano de Física . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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