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Insólito

Desarrollan un nuevo método para el análisis de estabilidad de exoplanetas


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Los exoplanetas que giran alrededor de estrellas distantes se están descubriendo rápidamente gracias a la tecnología avanzada como el telescopio espacial Kepler. Obtener una comprensión completa de esos sistemas es difícil, porque las posiciones y velocidades iniciales de los exoplanetas son desconocidas y determinar si la dinámica del sistema es cuasi periódica o caótica es complicado, costoso y exigente computacionalmente.

Ahora, el investigador Tamás Kovács presenta esta semana en la revista ‘Chaos’ un método alternativo para el análisis de estabilidad de cuerpos exoplanetarios utilizando solo los datos de series temporales observados para deducir mediciones dinámicas y cuantificar la imprevisibilidad de los sistemas de exoplanetas.

“Si no conocemos las ecuaciones que gobiernan el movimiento de un sistema y solo tenemos las series de tiempo (lo que medimos con el telescopio) entonces tenemos que transformar esas series de tiempo en una red compleja, que se llama red de recurrencia –explica 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 incorporación de Takens como punto de partida, Kovács utiliza la incorporación del retardo de tiempo para reconstruir una trayectoria de alta dimensión y luego identificar los 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 –añade Kovács–. Una vez que tenga la red, puede reprogramarse para poder aplicar medidas como la transitividad, la longitud de ruta promedio u otras exclusivas de esa red”.

Kovács prueba la fiabilidad del método utilizando 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 coinciden con lo que se conoce.

“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 –explica–. A veces, muestra una dinámica regular, y otras veces, parece ser caótico”.

El autor planea aplicar a continuación sus métodos a sistemas con más de tres cuerpos, probando su escalabilidad y explorando su capacidad para manejar series de tiempo más largas y conjuntos de datos más nítidos.

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