A6. Do candidato à comunidade¶

Nível avançado · semanas 13–16 · cerca de 16 horas

Nesta aula você vai aprender

Quem decide cada degrau da escada sinal → candidato → CTOI → TOI → validado → confirmado.
Como usar o ExoFOP: páginas de alvo, notas da comunidade, arquivos de acompanhamento.
Quais campos uma submissão de CTOI precisa e como calcular as incertezas da efeméride.
O que faz cada subgrupo do programa de acompanhamento do TESS (TFOP).
Como buscar literatura no ADS e no arXiv antes de submeter qualquer coisa.
As regras de ética e o checklist de um pacote de submissão completo.

Até aqui, tudo aconteceu dentro do seu computador. Esta aula é sobre o momento em que um candidato sai dele. A partir daí, outras pessoas vão gastar tempo de telescópio com o que você enviou. Isso exige cuidado, honestidade e um pacote de informação que permita a qualquer pessoa refazer o seu raciocínio.

1. A escada e quem decide cada degrau¶

Degrau	O que significa	Quem decide
Sinal	Uma queda periódica que passou dos limites de detecção	O pipeline (SDE ≥ 9, SNR ≥ 7,1, ≥ 2 trânsitos)
Candidato	Um sinal novo que sobreviveu ao vetting e à revisão humana	Você, com o PlanetHunter
CTOI	Candidato registrado no ExoFOP pela comunidade	Você submete
TOI	Objeto de interesse oficial do TESS	A equipe de TOIs do TESS, que pode promover o CTOI
Planeta validado	Probabilidade de falso positivo muito baixa, com dados de acompanhamento (em geral imagem de alta resolução e fotometria em solo)	Um artigo revisado por pares
Planeta confirmado	Natureza planetária demonstrada por medida independente, em geral a massa por velocidade radial ou variação no tempo dos trânsitos	Um artigo revisado por pares

O PlanetHunter vai, no máximo, até o segundo degrau. Submeter o CTOI é o seu ato. Todos os degraus seguintes dependem de outras pessoas e de outros telescópios. Por isso nenhum texto seu, em nenhum lugar, deve usar a palavra "descoberta" para um candidato.

2. O ExoFOP¶

O ExoFOP (exofop.ipac.caltech.edu/tess) é o ponto de encontro de quem acompanha os alvos do TESS. É ali que a equipe do TESS publica os TOIs, a comunidade submete CTOIs e os observadores do programa de acompanhamento registram o que fizeram.

A página de um alvo¶

Digite o número TIC na busca do ExoFOP. A página do alvo reúne, em geral:

Parâmetros da estrela do TIC (raio, massa, temperatura, Tmag, distância) e nomes alternativos (HD, Gaia, 2MASS).
TOIs e CTOIs associados à estrela, com período, época, profundidade, disposição e histórico.
Notas (observing notes) escritas por membros da equipe e da comunidade: "secundário visível no setor X", "binária visual a 3″", "trânsito confirmado em solo". Leia todas antes de qualquer decisão.
Arquivos enviados por observadores: curvas de luz de telescópios em solo, imagens de alta resolução com curvas de contraste, espectros.
Resumo das observações já feitas: imagem, espectroscopia, séries temporais.
Links para os relatórios do Data Validation do SPOC (aula A2).

Para submeter CTOIs ou escrever notas, é preciso criar uma conta no ExoFOP.

O PlanetHunter já lê o ExoFOP

Os espelhos toi e ctoi do projeto são cópias das tabelas públicas do ExoFOP, sincronizadas por uv run planethunter mirrors sync. O crossmatch se recusa a classificar um sinal como NEW se algum espelho tiver mais de 48 horas. Mas as notas e os arquivos da página de alvo não estão nos espelhos. Essa leitura é sempre sua.

3. Antes de submeter: busca de literatura¶

Os catálogos atrasam. Um planeta pode estar num artigo aceito há duas semanas e ainda não estar no NASA Exoplanet Archive. Um candidato pode aparecer na tabela de um artigo sobre outra coisa. A busca de literatura é a última linha de defesa contra submeter algo já conhecido.

No ADS¶

O ADS (ui.adsabs.harvard.edu) indexa praticamente toda a literatura de astronomia. Estratégias:

Pelo nome do objeto: object:"HD 23472". O ADS resolve nomes conhecidos pelos bancos de objetos astronômicos e acha artigos que citam a estrela.
Pelo número TIC no texto completo: full:"TIC 261136679". Pega tabelas e apêndices.
Por todos os nomes: repita com o nome HD, o identificador Gaia DR3 e o 2MASS da página do ExoFOP. Artigos antigos não usam TIC.
Ordene por data e leia pelo menos os resumos dos resultados dos últimos dois anos.

No arXiv¶

Artigos recentes aparecem primeiro no arXiv (arxiv.org), na seção astro-ph.EP (planetas). A busca do arXiv procura em título, autores e resumo, não no texto completo. Por isso, além de buscar pelo nome, percorra a listagem das últimas semanas de astro-ph.EP procurando trabalhos sobre o mesmo campo, a mesma missão ou o mesmo tipo de objeto (por exemplo, "TESS single transits").

O que registrar¶

Data da busca, consultas usadas, número de resultados, artigos relevantes e conclusão. No projeto, o agente research-scout faz essa varredura antes de qualquer P0. Mas o registro escrito é parte do pacote de submissão.

4. A submissão de CTOI¶

O formulário do ExoFOP muda de tempos em tempos. Confira sempre a página de ajuda antes de submeter. Os campos usuais, visíveis nas colunas da tabela pública de CTOIs, são:

Campo	Unidade	De onde vem no PlanetHunter
TIC ID	—	`tic_id`
Período e erro	dias	`period_days` e incerteza do ajuste
Época do trânsito e erro	BJD (TDB), completo	`t0_btjd` + 2 457 000
Profundidade e erro	ppm	`depth_ppm` do ajuste
Duração e erro	horas	`t14_h` do ajuste
Raio do planeta (opcional)	R⊕	`rp_rearth`, com o raio estelar do TIC
Disposição do usuário	por exemplo PC	sua decisão de revisão
Notas	texto livre	resumo do dossiê

Cuidados com a efeméride¶

BTJD não é BJD. O TESS usa BTJD = BJD − 2 457 000. O ExoFOP espera o BJD completo. Erro clássico: submeter 3180,45 em vez de 2 460 180,45.
Escolha a época no meio dos dados. Período e época saem correlacionados de um ajuste. Uma época no centro do intervalo observado minimiza essa correlação e dá o menor erro de época.
Incertezas reais. O passo da grade do TLS não é incerteza. Use um ajuste de modelo de trânsito com estimativa de erro (por exemplo, amostragem por MCMC ou bootstrap), ou pelo menos a largura do pico do periodograma, e diga qual usou.
Propagação. A incerteza de um trânsito futuro, \(n\) órbitas depois, cresce com \(n\):

\[ \sigma_{T}(n) = \sqrt{\sigma_{T_0}^2 + n^2\, \sigma_P^2} . \]

Isso decide se observadores em solo conseguem planejar uma observação, e é o mesmo motivo pelo qual o crossmatch do projeto ignora efemérides com incerteza propagada acima de 1 dia.

As notas¶

As notas são lidas por pessoas ocupadas. Devem dizer, em poucas linhas: como o sinal foi achado (dados, setores, pipeline), o que foi testado e com que resultado, o que não foi testado, e qual observação ajudaria. Números, não adjetivos.

5. O programa de acompanhamento do TESS (TFOP)¶

O TFOP (TESS Follow-up Observing Program) organiza os observadores que acompanham TOIs. O grupo de trabalho (TFOPWG) se divide em subgrupos. Cada um ataca cenários de falso positivo diferentes, e vale ler a tabela com a aula A3 aberta:

Subgrupo	O que faz	Cenários que elimina
SG1 fotometria em solo	Observa um trânsito previsto com telescópio em solo, com pixels muito menores que os do TESS	Vizinhas (NEB, NTP): mostra em qual estrela o trânsito acontece; checa se a profundidade muda com a cor (binárias tendem a mudar)
SG2 espectroscopia de reconhecimento	Espectros de resolução moderada	Binárias espectroscópicas, estrelas gigantes ou de rotação rápida; refina os parâmetros estelares
SG3 imagem de alta resolução	Óptica adaptativa ou speckle, produz curva de contraste	Companheiras próximas não resolvidas (PEB, SEB, STP, BEB)
SG4 velocidade radial precisa	Mede a oscilação da estrela causada pelo planeta	Mede a massa: é o caminho da confirmação
SG5 fotometria espacial	Observações com outros telescópios espaciais	Refina efeméride e forma do trânsito

O SG1 é o subgrupo mais aberto a observadores com telescópios modestos, inclusive amadores experientes, para alvos brilhantes com trânsitos profundos. A participação exige seguir as regras do programa. A página do TFOP no HEASARC (heasarc.gsfc.nasa.gov/docs/tess/tfop.html) é o ponto de partida. O software AstroImageJ (Collins et al. 2017) é a ferramenta padrão para reduzir essas observações.

6. Ética¶

Vocabulário. Sinal, candidato, CTOI, TOI, validado, confirmado. Nunca "descoberta", nem em rede social, nem em conversa com jornalista, nem "entre amigos" num post público.
Cite quem produziu os dados. Toda apresentação, nota ou artigo cita: a missão TESS (Ricker et al. 2015), o pipeline da curva de luz usada (SPOC, Jenkins et al. 2016; ou QLP, Huang et al. 2020), o TIC (Stassun et al. 2019), o Gaia (Gaia Collaboration, Prusti et al. 2016; e Vallenari et al. 2023 para o DR3), o MAST, e as bibliotecas usadas (lightkurve, astropy, TLS, wotan, triceratops). Os dados são públicos porque muita gente trabalhou para isso.
Dê crédito a quem viu antes. Se uma nota do ExoFOP ou um voluntário do Planet Hunters TESS já apontou o sinal, cite. Se o sinal já está num artigo, ele não é seu para submeter como novo.
Respeite os dados de acompanhamento. Arquivos enviados por observadores ao ExoFOP têm regras de uso. Antes de usá-los num trabalho, leia a política e, na dúvida, pergunte aos autores.
Não desperdice tempo de telescópio. Cada CTOI fraco consome horas de voluntários e profissionais. Submeta poucos e bons. Um CTOI que vira falso positivo óbvio na primeira observação queima credibilidade.
Relate o que falhou. Um teste que você não conseguiu rodar, um FPP médio, um vizinho não excluído: tudo vai nas notas. Esconder um problema é pior que ter o problema.

Na ferramenta

O dossiê (uv run planethunter dossier <signal_id>) já traz links para a página do alvo no ExoFOP, para o Exoplanet Archive e para o SIMBAD, além da seção "Próxima ação".
A tabela signals grava a proveniência de cada linha: setor, autor da curva, pipeline_version e run_id. Copie esses campos para o pacote.
uv run planethunter review <signal_id> follow_up --note "..." marca o candidato enquanto você prepara a submissão.

7. Checklist do pacote de submissão¶

Exercício 1. Efeméride para o ExoFOP

Seu ajuste deu época 3180,4512 ± 0,0011 BTJD e período 7,23492 ± 0,00004 d. (a) Qual a época em BJD? (b) Preveja o trânsito 50 órbitas depois, com incerteza em minutos. (c) E 1 000 órbitas depois?

Ver resposta

(a) \(3180{,}4512 + 2\,457\,000 = 2\,460\,180{,}4512\) BJD.

(b) \(3180{,}4512 + 50 \times 7{,}23492 = 3180{,}4512 + 361{,}7460 = 3542{,}1972\) BTJD, ou \(2\,460\,542{,}1972\) BJD. Incerteza: \(\sqrt{0{,}0011^2 + (50 \times 0{,}00004)^2} = \sqrt{1{,}21 \times 10^{-6} + 4{,}0 \times 10^{-6}} = 0{,}00228\) d ≈ 3,3 min. Ótimo para planejar uma observação.

(c) \(\sqrt{0{,}0011^2 + (1000 \times 0{,}00004)^2} \approx 0{,}040\) d ≈ 58 min, cerca de 20 anos depois. A efeméride "envelhece": o termo do período domina. É por isso que novas observações de trânsito são valiosas mesmo para planetas já conhecidos.

Exercício 2. O que há de errado nesta nota?

"Descobrimos um novo planeta rochoso potencialmente habitável em TIC 123456789! Período 14,2 dias, FPP 0,02, o que confirma que é um planeta. Época 3201,77."

Ver resposta

"Descobrimos": vocabulário errado. É um candidato.
"Rochoso": sem massa, não se sabe a composição. No máximo "raio estimado de X R⊕".
"Potencialmente habitável": afirmação sem base e sensacionalista; não pertence a uma nota técnica.
"FPP 0,02 confirma": FPP não confirma nada. Além disso, 0,02 está acima de 0,015 e não há menção a NFPP nem a imagem de alta resolução.
"Época 3201,77": está em BTJD, sem erro, sem o período com erro.
Falta: setores, autor da curva, testes feitos e limitações.

Versão aceitável: "Candidato a trânsito em TIC 123456789, setores 68–69 (SPOC 2 min), P = 14,2031 ± 0,0012 d, T0 = 2 460 201,7712 ± 0,0018 BJD, profundidade 610 ± 70 ppm, duração 3,1 ± 0,2 h, Rp ≈ 2,3 R⊕ para R* = 0,86 R☉ (TIC). Ímpar/par e secundário consistentes com zero; imagem-diferença no alvo (deslocamento 0,2 ± 0,3 px); sem vizinhos Gaia capazes de produzir a queda fora do raio de exclusão de 6″. Triceratops: FPP 0,02, NFPP < 0,001, cenário principal PEB. Sem imagem de alta resolução. Sugere-se SG3 e SG1." (Números hipotéticos.)

Exercício 3. Achei num preprint

Seu candidato passou em tudo e é NEW. Na busca de literatura, você acha no arXiv um preprint de três semanas atrás que lista a mesma estrela com período compatível com o seu, numa tabela de "candidatos de trânsito único resolvidos". Não há CTOI no ExoFOP. O que fazer?

Ver resposta

Não submeter como novo. O sinal já foi reportado. Submeter seria apropriar-se do trabalho de outra pessoa, mesmo sem intenção.
Comparar com cuidado: o período é o mesmo, um alias, ou outro planeta da mesma estrela? Se for outro período incompatível, pode ser um planeta adicional, e a nota deve citar o preprint.
Se for o mesmo: registrar no seu caderno, classificar como conhecido na revisão (rejected --reason ja_conhecido, com a referência na nota) e, se tiver algo a acrescentar (setores novos, efeméride melhor), escrever aos autores ou deixar uma nota no ExoFOP citando o trabalho deles.
Para o projeto: abrir uma issue sugerindo que o espelho de literatura (ADS/arXiv) seja consultado antes do alerta, porque os catálogos ainda não refletem o preprint.

Checklist da aula¶

Sei quem decide cada degrau da escada até o planeta confirmado.
Abri a página de pelo menos três alvos no ExoFOP e li as notas.
Sei fazer buscas por objeto e por texto completo no ADS e percorrer o astro-ph.EP.
Sei converter BTJD em BJD e propagar a incerteza de uma efeméride.
Sei o que cada subgrupo do TFOP faz e qual cenário de falso positivo ele elimina.
Montei um pacote de submissão completo para um candidato P1 (mesmo hipotético), sem enviar.

Para ir além¶

Guerrero et al. (2021), The Astrophysical Journal Supplement Series 254, 39. Releia a parte sobre CTOIs e a promoção a TOI, agora do ponto de vista de quem submete.
Ricker et al. (2015), Journal of Astronomical Telescopes, Instruments, and Systems 1, 014003. O artigo da missão TESS; é a citação obrigatória de qualquer trabalho com os dados.
Collins et al. (2017), The Astronomical Journal 153, 77. O AstroImageJ, ferramenta padrão do SG1; mostra o que a fotometria em solo consegue verificar.
Eisner et al. (2021), Monthly Notices of the RAS 501, 4669. Resultados do Planet Hunters TESS: como uma comunidade de voluntários organiza a submissão de candidatos, com muitos trânsitos únicos.
Página do TFOP no HEASARC (heasarc.gsfc.nasa.gov/docs/tess/tfop.html). Estrutura do programa e como participar.
Página de ajuda do ExoFOP (exofop.ipac.caltech.edu/tess). Formato atual de submissão de CTOI e regras de uso dos dados.