diiina/exoplanets

Вычисление некоторых метрик из набора данных от НАСА.

Поиск и изучение данных

http://exoplanetarchive.ipac.caltech.edu/cgi-bin/TblView/nph-tblView?app=ExoTbls&config=cumulative

Экзопланеты или внесолнечные планеты – это планеты, вращающиеся вокруг звезды не из Солнечной системы. Большая часть из них – газовые гиганты, но попадаются и землеподобные планеты. Основной способ поиска таких планет – анализ данных, собранных космическим телескопом «Кеплер».

Архив включает в себя информацию о более восьми тысячах объектов. Из огромного количества полей я выбрала 15. Их описание в конце файла.

Для работы с набором данных нужно скачать их в формате CSV. Можно выбрать указанные мною поля, можно скачать таблицу полностью. Тогда фильтрация полей будет происходить на этапе подготовки данных.

Подготовка данных

Для работы с набором данных используется база данных postgresql. Вся работа происходит в скрипте load_exoplanets.py.

Алгоритм работы с набором данных:

В начале CSV-файла идёт несколько строк описания, их мы пропускаем.

Строку со списком сохранённых полей разбираем. Нас интересует только 15 полей, мы сохраняем в массиве номера нужных колонок и их последовательность.

С помощью генератора, читающего CSV-файл построчно, мы получаем массив данных по каждой экзопланете:

    на основании очерёдности нужных полей собираем новый массив;

    записываем его в таблицу exoplanets.

В результате в базе данных появляется 8826 строк с данными.

Расчёт метрик

Вся работа происходит в скрипте calc_metrics.py.

Рассчитывается пять метрик:

Самая плотная звезда — выбирается звезда с наибольшей массой при наименьшем радиусе.

Количество планет с подходящей температурой — равновесная температура поверхности планеты от -20 до +20 градусов по Цельсию.

Самая похожая на Землю — экзопланета с самыми близкими к Земле характеристиками радиуса, периода обращения и равновесной температурой.

Статусы экзопланет — круговая диаграмма с распределением статусов экзопланет.

Распределение по времени фактов обнаружения экзопланет — оформлено в виде диаграммы распределения.

Если запустить скрипт с параметром «save», диаграмма будет сохранена в png-файл, а не выведена на экран.

Результат работы скрипта:

Самая плотная звезда имеет название "K00188". На сегодняшний день экзопланет с приятной температурой найдено 33. А больше всего на Землю похожа экзопланета под названием "Kepler-442 b".

Двойная диаграмма со статусами экзопланет и распределению по времени фактов их нахождения.

Описание полей

Kepler Identification (kep_id) – Уникальный идентификатор планеты из каталога «Kepler Input Catalog».

KOI Name (kepoi_name) – Ещё один уникальный идентификатор, состоящий из названия звезды и номера планеты в звёздной системе через точку (например, K00752.02).

Kepler name (kepler_name) – Более человеческое имя. Присваивается только подтверждённым экзопланетам (например, Kepler-227 c).

Exoplanet Archive Disposition (koi_disposition) – статус планеты в архиве экзопланет NASA. CANDIDATE – кандидат в экзопланеты. CONFIRMED – подтверждённая планета. Для подтверждения существование планеты кроме Кеплера должен зарегистрировать наземный телескоп. FALSE POSITIVE – провален хотя бы один из произведённых тестов. Например, кандидат в экзопланеты оказался затемнённой частью двойной звезды. NOT DISPOSITIONED – кандидаты в экзопланеты, для которых тесты ещё не завершены.

Opbital Period (koi_period) – период обращения вокруг звезды в днях.

Transit Epoch [BKJD] (koi_time) – первое обнаружение транзита (прохождения планеты на фоне звезды, один из методов поиска экзопланет). Определяется разницей между днём обнаружения и полуднем 1 января 2009г.

Transit Duration (koi_duration) – время транзита в часах.

Planet-Star Radius Ratio (koi_ror) – отношение радиуса планеты к радиусу звезды.

Planetary Radius (koi_prad) – радиус планеты в Землях.

Equilibrium Temperature (koi_teq) – равновесная температура в Кельвинах.

Planet-Star Distance over Star Radius (koi_dor) – расстояние между звездой и экзопланетой в радиусах звезды.

Number of Planets (koi_count) – количество экзопланет в звёздной системе.

Stellar Effective Temperature (koi_steff) – эффективная температура звезды в Кельвинах.

Stellar Radius (koi_srad) – радиус звезды в Солнцах.

Stellar Mass (koi_smass) – масса звезды в Солнцах.