رسم خرائط سطحية للكواكب الخارجية الشبيهة بالأرض باستخدام منحنيات الضوء نقطة واحدة

ويمكن استخدام هذا البروتوكول لحل خصائص الكواكب الخارجية من الملاحظات أحادية النقطة، وهو ضروري لتقييم إمكانية ملاءمة الكواكب الخارجية. ويمكن استخدام هذه التقنية لإعادة بناء خرائط سطحية ثنائية الأبعاد للكواكب الخارجية الشبيهة بالأرض. وهذه هي التقنية الأولى التي يتم اختبارها مع عمليات رصد حقيقية باستخدام الأرض كوكيل.

الرياضيات من هذا تقنية مباشرة ويمكن بسهولة تعديل لملاحظات أخرى. لا يحتاج المرء إلى اتباع البرامج النصية بدقة. العرض التوضيحي المرئي لهذه التقنية مهم لأن صورة واحدة تساوي ألف كلمة.

بعد إعداد بيئة البرمجة للرمز المرفق ، أدخل الأمر لتثبيت أناكوندا مع بيثون 3.7 على النظام. بعد إعداد بيئة البرمجة، الحصول على منحنيات ضوء الطول الموجي المتعدد، وعرض الهندسة من الملاحظات، وتشغيل سلسلة وقت المؤامرة. py الأمر لتصور البيانات والتحقق من صفاتها.

ثم أدخل الأمر لإنشاء شكل هندسي. لاستخراج معلومات سطح منحنى الضوء، قم بتشغيل عملية تسوية. الأمر py.

يتم حفظ الإخراج في منحنى الضوء المُطَوَّر.csv. أدخل الأمر لتصور منحنيات الضوء المُطَوَّرة. سيتم إنشاء شكل منحنى الضوء المُطَيَّر.

أدخل الأمر لتتحلل منحنيات الضوء المُطَيّتة. سيتم حفظ سلسلة الوقت الناتجة، والقيم المفردة، والمكونات الرئيسية في ملفات الإخراج المناسبة بتنسيق csv. استخدم الأوامر لتصور الناتج التحلل قيمة المفرد.

سيتم إنشاء أرقام للقيم المفردة والمكونات الرئيسية. تحليل المساهمات وسلسلة زمنية المقابلة من المكونات الرئيسية لتحديد واحد الذي يحتوي على المعلومات السطحية ومقارنة القيم المفردة في قطري من مصفوفة القيمة المفردة. ومن المتوقع أن يكون للكواكب الخارجية الغائمة جزئياً الشبيهة بالأرض قيمتان متماثلتان مُنفردتان مُقارنتان.

لتأكيد تحديد المكون الأساسي، أدخل الأمر للحصول على أطياف الطاقة لسلسلة الوقت لكل مكون أساسي. سيتم حفظ أطياف الطاقة في منظار .csv. أدخل الأمر لتصور االوغرامات الزمنية وتأكيد تحديد المكون الرئيسي.

سيتم إنشاء شكل اِسِرُ 12. يضيف رمز الرسم الحالي خطوط متقطعة تمثل الدورات السنوية، نصف السنوية، اليومية، ونصف اليومية كمرجع. حدد المكون الأساسي الذي يحتوي على معلومات السطح وسلسلة الوقت المقابلة لها.

لإنشاء خريطة سطح كوكبية، استخدم الأمر RANDOM HEALPix لتصور طريقة البكسل. سيتم إنشاء الرقم العشوائي HEALPix. يمكن تغيير المعلمة n subside في سطر 17 للحصول على قرارات مختلفة.

لتحديد وزن كل بكسل، أدخل الأمر. سيتم حفظ الإخراج كما ث. npz نظرا لحجمها.

Chang n subside القيمة في سطر 23 كما هو مناسب للقرارات الأخرى من الخريطة المسترجعة. استخدام وزن المؤامرة. py الأمر لتصور الوزن.

سيتم إنشاء عدد من الأرقام في مجلد الوزن. سيسمح دمج الأشكال بـ توضيح كيفية تغير وزن كل بكسل مع الوقت. استخدم الانحدار الخطي.

py الأمر لحل مشكلة الانحدار الخطي. سيتم حفظ نتيجة قيم البكسل في قيمة البيكسل. CSV ملف.

يمكن تغيير قيمة لامدا في الخط 16 لنقاط قوة مختلفة من الانتظام حسب الاقتضاء. ثم قم بتشغيل خريطة المؤامرة. الأمر py لإنشاء الخرائط المسترجعة باستخدام معلمات تنظيمية مختلفة.

سيتم إنشاء ثلاث خرائط. يتم وصف العلاقة بين مؤشرات البكسل ومواقعها على كل خريطة في وثيقة HEALPix. لحساب مصفوفة التباين المشترك لكل بكسل، قم بتشغيل التباين المشترك.

الأمر py. سيتم حفظ النتيجة في التباين. npz نظرا لحجمها.

لتصور مصفوفة التباين المشترك و لتعيين عدم اليقين إلى الخريطة المسترجعة، قم بتشغيل التباين المشترك للمؤامرة. الأمر py. سيتم إنشاء واحد التباين واحد والرقم عدم اليقين واحد.

هنا، عينة من عمليات رصد متعددة الأطوال الموجية للأرض في 927 التوقيت العالمي المنسق، 8 فبراير 2017 تظهر. هنا، يمكن ملاحظة السلسلة الزمنية للمكونات الرئيسية المهيمنة من منحنيات الضوء متعدد الطول الموجي. سلسلة زمنية للعنصر الرئيسي الثاني يوضح مورفولوجيا أكثر انتظاما مع تباين يومي ثابت تقريبا ودورة نهارية أقوى في طيف قوتها من المكون الرئيسي الأول.

ويمكن بناء خريطة سطحية لهذا الكوكب الخارجي بالوكالة الذي يتكون من قيمة المكون الرئيسي الثاني عند كل بكسل. مقارنة بالحقيقة الأرضية للأرض، الخريطة المعاد بناؤها تسترد جميع القارات الكبرى بعد فصل المعلومات السطحية عن الغيوم. والنتائج في نصف الكرة الجنوبي أسوأ من تلك التي لوحظت في نصف الكرة الشمالي بسبب الغطاء السحابي فوق المحيطات الجنوبية.

عدم اليقين من كل قيمة بكسل هو على ترتيب 10٪ من ذلك في الخريطة المستردة، مما يشير إلى نوعية جيدة من رسم الخرائط السطحية ونتيجة إيجابية. والشرط الحاسم لتطبيق هذا البروتوكول على تحليل مستقبلي هو تأكيد إمكانية استخراج المعلومات السطحية من منحنيات الضوء. هذه التقنية بمثابة معيار في رسم الخرائط السطحية للكواكب الخارجية ويمكن تحسينها مع عدم التعويض عن غيرها من الطرق وانتظام عمليات الرصد الجديدة.