Autoavaliação do nível avançado¶

Nível avançado · semana 16 · cerca de 6 horas

Como usar esta página

As quatro primeiras perguntas são as do plano de estudos. As outras seis cobrem pontos de cada aula.
Escreva sua resposta antes de abrir o modelo. Use o caderno de leitura e o de revisões, mas não esta página.
As perguntas são abertas. Os modelos de resposta mostram os elementos que uma boa resposta precisa ter, não a única resposta certa.

Perguntas do plano¶

Pergunta 1. Proponha uma mudança no vetting

Proponha uma mudança no vetting do PlanetHunter. Explique a hipótese, como mediria o efeito e qual resultado faria você desistir dela.

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Uma boa resposta tem quatro partes. Exemplo de modelo:

Mudança. Novo teste de profundidade por abertura: medir a profundidade do trânsito com a abertura do pipeline, com uma abertura menor (só os pixels mais brilhantes do alvo) e com uma maior. Falha leve se a profundidade crescer com a abertura de forma significativa.

Hipótese com mecanismo. Se o trânsito está no alvo, a profundidade fracionária é aproximadamente a mesma em qualquer abertura centrada nele. Se vem de uma vizinha na borda da abertura, a abertura maior inclui mais luz da vizinha e a profundidade muda. Dos 8 FPs do TFOPWG que ainda passam no setor 69, alguns são binárias de fundo; a hipótese é que o teste pegue parte delas.

Medição. Rodar o teste nos 54 KNOWN_PLANET e 18 KNOWN_FP do benchmark de vetting do setor 69. Métricas: quantos dos 8 FPs restantes passam a falhar; quantos planetas passam a falhar; intervalos de Wilson. Comparação pareada: lista de sinais que mudaram de veredito. Relatório em docs/benchmarks/.

Critério de desistência, escrito antes. Desisto se pegar 0 dos 8 FPs restantes, ou se marcar mais de 2 dos 54 planetas, ou se o efeito depender de um único objeto. Também desisto se, ao olhar caso a caso, os FPs pegos já fossem reprovados por outro teste no vetting aprofundado (ganho redundante).

Pontos que a resposta precisa ter: um mecanismo físico, conjuntos de teste com resposta conhecida, métrica dos dois lados (planetas e FPs), incerteza com amostra pequena e um critério de parada definido antes de ver o resultado.

Pergunta 2. A zona de visão contínua

Explique por que um sinal novo e profundo, numa estrela da zona de visão contínua do TESS, é quase sempre sistemático.

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Estrelas perto dos polos da eclíptica (zona de visão contínua) são observadas em muitos setores. No setor 69, os hosts dessa região tinham 10 a 22 setores de dados.
Um sinal profundo tem SNR alto. Se fosse real e periódico, teria aparecido em muitos desses setores, com SNR enorme somando todos. O SPOC, o QLP e a comunidade já teriam produzido um TOI ou CTOI. Se não está em nenhum catálogo, a explicação mais simples é que ele não existe nos outros setores.
Um sinal que aparece em um setor só é a assinatura de um sistemático daquele setor: luz espalhada, ajuste de apontamento, problema de detrending numa borda.
Evidência do projeto: HD 271883, sinal limpo de 6,61 d e 4 900 ppm, passou em todos os testes básicos. Nos setores 67, 68 e 97, o SNR esperado era 45 a 64. Não apareceu. O teste other_sectors vetou.
Exceções a considerar: um monotrânsito de período muito longo (raro, porque a cobertura contínua cobre quase um ano) ou um evento que caiu numa lacuna dos outros setores. Por isso o teste exige ausência decisiva (SNR esperado ≥ 10 e ≥ 1,5 vez o piso de ruído) em pelo menos dois setores, e faz também a busca às cegas.

Pergunta 3. Disseque um artigo

Leia um artigo de validação ou confirmação recente de um planeta do TESS. Identifique cada teste de vetting que ele usou e qual o PlanetHunter não tem.

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A resposta depende do artigo escolhido. Monte uma tabela com três colunas: teste, evidência no artigo (figura ou tabela), equivalente no PlanetHunter. Testes que costumam aparecer:

Teste no artigo	No PlanetHunter
Relatório DV do SPOC: ímpar/par, secundário, centróide da imagem-diferença	`odd_even`, `secondary`, `tpf_difference_image`
Diagnóstico de fantasma óptico do DV	Não tem
Fotometria em solo (SG1): trânsito no alvo, vizinhas excluídas, profundidade em várias cores	Não tem (fora do escopo; vem do acompanhamento)
Espectroscopia de reconhecimento (SG2): sem binária espectroscópica, parâmetros estelares	Não tem; usa o TIC
Imagem de alta resolução (SG3) com curva de contraste	Não tem; o triceratops roda sem curva de contraste
Indicador de binaridade da astrometria do Gaia (por exemplo, o RUWE)	Não tem
FPP com vespa ou triceratops	`fpp_triceratops`
Velocidade radial (SG4)	Não tem
Consistência entre setores	`other_sectors`

A conclusão esperada: o PlanetHunter cobre bem a parte automática feita só com dados do TESS e do Gaia; falta tudo o que exige outro telescópio, mais alguns diagnósticos do DV (fantasma óptico) e da astrometria. A resposta é boa se aponta, para cada lacuna, se ela é implementável no projeto ou só resolvida por acompanhamento.

Pergunta 4. Escreva uma submissão

Escreva o texto de uma submissão de CTOI para um candidato hipotético, com os números do dossiê.

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Modelo, com números hipotéticos de um dossiê:

TIC: XXXXXXXXX
Período: 9,8714 ± 0,0009 d
Época: 2 460 156,3381 ± 0,0016 BJD (TDB), no meio dos dados
Profundidade: 1 240 ± 110 ppm
Duração: 3,4 ± 0,2 h
Raio estimado: 3,1 R⊕ para R* = 0,81 R☉ (TIC)
Disposição do usuário: PC

Notas: "Sinal achado com TLS na curva SPOC de 2 min dos setores 68–69 (PlanetHunter versão X, run Y), 3 trânsitos, SDE 14,2, SNR 11,8. Ímpar/par: diferença 0,6σ. Sem secundário em fase 0,5 (limite 3σ: 180 ppm) nem em outras fases. Formato U (τ/T14 = 0,18). Duração compatível com a densidade estelar do TIC (razão 0,92). Imagem-diferença: centróide a 0,15 ± 0,21 px do alvo. Vizinhos Gaia: nenhum capaz de produzir a queda fora do raio de exclusão de 6″. Não aparece em catálogos de planetas, TOIs, CTOIs nem binárias (espelhos com 6 h); busca no ADS e arXiv em 2026-10-09 sem resultados. Triceratops: FPP 0,08, NFPP 0,0004, cenário concorrente principal PEB. Limitações: sem outros setores com dados; sem imagem de alta resolução. Sugestão: SG1 no próximo trânsito previsto (2 460 412,995 ± 0,023 BJD, 26 órbitas depois da época) e SG3."

Critérios: época em BJD completo; incertezas em todos os números; testes com valores, não adjetivos; limitações explícitas; vocabulário correto; proveniência; sugestão de acompanhamento com previsão de trânsito.

Perguntas extras¶

Pergunta 5. O BLS é uma SNR

Mostre, com o modelo de caixa e erros iguais, por que maximizar \(s^2/[r(1-r)]\) equivale a maximizar a SNR do trânsito.

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Com dados centrados em zero, profundidade \(\delta\) e fração em trânsito \(r\): nível dentro \(L = -\delta(1-r)\), fora \(H = \delta r\). Então \(s = rL = -\delta\, r(1-r)\) e \(s^2/[r(1-r)] = \delta^2 r(1-r)\). Voltando dos pesos normalizados ao qui-quadrado com erro \(\sigma\): \(\Delta\chi^2 = N\delta^2 r(1-r)/\sigma^2\). A raiz é \((\delta/\sigma)\sqrt{N r(1-r)} \approx (\delta/\sigma)\sqrt{N_\text{em trânsito}}\), a SNR. Ponto extra: lembrar que, com ruído vermelho, \(\sigma\) por ponto subestima o erro de médias, e a SNR do BLS fica otimista.

Pergunta 6. O catálogo que tinha planetas

Conte o problema dos hot Jupiters no catálogo de binárias do TESS e explique a regra que o resolveu.

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Na calibração do setor 69, os 9 sinais que casaram com o catálogo de binárias de Prša et al. (2022) eram planetas confirmados, como WASP-18 b, WASP-100 b e HATS-16 b. Trânsitos profundos de gigantes quentes, às vezes com ocultação visível, foram incluídos no catálogo por critérios automáticos. A correção define uma ordem de evidência no crossmatch: planeta confirmado > FP/FA do TFOPWG > TOI > CTOI > catálogo de binárias. A lição geral: cada catálogo tem objetivo e taxa de erro; a prioridade deve seguir a força da evidência (medida de massa vence classificação de forma).

Pergunta 7. Um planeta com FPP 0,35

O planeta confirmado WASP-100 b deu FPP 0,35 no triceratops (TP 0,54, PEB 0,35, PTP 0,11, NFPP ≈ 0). Isso indica um defeito no triceratops?

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Não. O FPP mede o que os dados fornecidos permitem excluir. Só com fotometria do TESS, sem curva de contraste, o cenário PEB (alvo com companheira ligada não resolvida, eclipsado por uma estrela) reproduz razoavelmente um trânsito profundo. A velocidade radial que confirmou o planeta não entrou no cálculo. Uma curva de contraste de imagem de alta resolução cortaria a prior de companheiras e derrubaria o PEB. NFPP desprezível mostra que nenhuma vizinha conhecida é suspeita. Conclusão: o resultado é coerente e ilustra por que FPP é um teste entre outros, e por que validação exige imagem de alta resolução.

Pergunta 8. O ML que vazou

Por que o conjunto de treino e teste de um classificador de sinais deve ser separado por estrela, e por que, no projeto, o ML não pode vetar?

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Split por estrela: a mesma estrela gera vários sinais (vários setores, vários planetas, iterações). Separando por sinal, a rede reconhece a estrela no teste (ruído, variabilidade, profundidade) e o desempenho medido é memória, não generalização.

Sem veto: (1) os planetas que o projeto procura estão nos nichos com menos exemplos de treino; (2) vetar um planeta real é irreversível, revisar um falso custa minutos; (3) o vetting determinístico é auditável e medido por benchmark; (4) o ML não recupera o que a busca não detecta. O ML reordena a fila, mantendo o recall.

Pergunta 9. Quanto vale 81 %?

No benchmark de vetting, 44 de 54 planetas confirmados foram aprovados (81 %). Calcule o intervalo de Wilson de 95 % e diga o que ele implica para comparar duas versões do vetting.

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\(p = 0{,}8148\); \(z^2/n = 3{,}8416/54 = 0{,}0711\); denominador \(1{,}0711\). Centro \(= (0{,}8148 + 3{,}8416/108)/1{,}0711 = (0{,}8148 + 0{,}0356)/1{,}0711 = 0{,}794\). \(p(1-p)/n = 0{,}00279\); \(z^2/(4n^2) = 0{,}00033\); soma \(0{,}00312\); raiz \(0{,}0559\); \(h = 1{,}96 \times 0{,}0559/1{,}0711 = 0{,}102\). IC ≈ 69 % a 90 %.

Implicação: duas versões com 81 % e 85 % têm intervalos quase iguais. Comparar intervalos não decide. Como os objetos são os mesmos, compare de forma pareada: liste os planetas que mudaram de veredito e use o teste de McNemar, junto com o mecanismo de cada mudança.

Pergunta 10. Ausência que não prova nada

Um candidato não aparece no setor 95, onde o SNR esperado era 12. O piso de ruído medido na própria estrela nesse setor é 13,5. O candidato deve ser vetado?

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Não com base nesse setor. O piso de 13,5 significa que a busca em faixa estreita, nessa estrela, acha picos de SNR 13,5 em 10 % das tentativas em períodos aleatórios. Um sinal real com SNR esperado 12 pode simplesmente não se destacar. O projeto só conta ausência como decisiva se o SNR esperado for ≥ 10 e ≥ 1,5 vez o piso (aqui, exigiria 20), e só veta com ausência decisiva em pelo menos dois setores. É o caso real do sinal 1634: a decisão veio da busca às cegas nos setores 95 a 97, que não recuperou nem o período nem o dobro. A ideia geral: um limite fixo de SNR não serve, porque o ruído de busca (mediana 5,2, p90 19, p99 98 no setor 69) varia muito de estrela para estrela.

Critério de aprovação¶

Concluído com folga: respostas completas em pelo menos 8 das 10 perguntas, incluindo as perguntas 1 e 4. Essas duas são de produção: o que importa é a estrutura (hipótese, medição, critério de parada; efeméride, incertezas, testes, limitações).
Quase lá: 6 ou 7 perguntas completas. Volte às aulas das perguntas que falharam e refaça os exercícios resolvidos sem olhar a resposta.
Ainda não: menos de 6. Releia as aulas A3 e A5, que concentram os conceitos mais cobrados, e refaça a autoavaliação em duas semanas.

Para cada pergunta errada, anote no caderno qual aula responde e o que faltou. Esse registro vale mais que a nota.

Quando passar, o próximo passo é prático: revisar a fila de candidatos de um setor novo com critério, documentar as revisões e, se um candidato sobreviver a tudo, preparar o pacote de submissão da aula A6.