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Nível médio: entender como a ferramenta decide

Nível médio · cerca de 10 semanas · 4 a 6 horas por semana

No nível básico você aprendeu a reconhecer um trânsito, sabe o que é o TESS e por que uma binária eclipsante engana. Agora a pergunta muda. Não é mais "o que estamos procurando?", e sim "como o PlanetHunter decide se um sinal merece atenção?".

Cada decisão da ferramenta é um número comparado com um limite. SNR maior que 7,1. SDE maior que 9. Duração entre 0,15 e 1,3 vezes a prevista. Formato em V abaixo de 0,35. Neste nível você vai entender de onde vem cada número, o que ele mede e quando ele erra. No fim, vai revisar candidatos com critério próprio, sem depender do score.

Ao final do nível médio você consegue

  • Explicar SNR, SDE, sigma, ruído vermelho e qui-quadrado com suas palavras e com uma conta.
  • Prever a duração de um trânsito a partir do período e da estrela, e dizer quando uma duração é suspeita.
  • Ler um periodograma, reconhecer aliases e dizer por que a janela de detrending importa.
  • Baixar, limpar, dobrar e buscar um planeta conhecido em Python com Lightkurve.
  • Explicar cada teste do vetting básico, calcular o score e revisar candidatos com planethunter review.

As aulas

Aula Semanas Em uma frase
M1. Estatística para sinais 1–3 Média, mediana, sigma, SNR, ruído vermelho e qui-quadrado: a matemática que separa sinal de acaso.
M2. Física do trânsito 3–5 Kepler, densidade estelar, duração, parâmetro de impacto, escurecimento de borda e eclipse secundário: a física por trás de cinco testes do vetting.
M3. Periodogramas 5–6 Como o BLS e o TLS acham um período, o que é SDE, por que aparecem aliases e por que a janela de detrending muda tudo.
M4. Dados do TESS em Python 6–8 Aula prática: você mesmo encontra Pi Men c com Lightkurve e compara com o resultado do PlanetHunter.
M5. Vetting na prática 8–10 Cada teste do vetting com um caso real, o cálculo do score, a validação medida e o roteiro de revisão de candidatos.
Autoavaliação 10 Seis perguntas do plano e quatro extras, com respostas comentadas.

A ordem importa. M1 dá a linguagem estatística que M3 e M5 usam. M2 explica a física dos testes duration, shape e secondary. M4 depende de M3 (você vai rodar um periodograma) e da trilha de programação.

flowchart LR
    M1[M1 Estatística] --> M3[M3 Periodogramas]
    M2[M2 Física do trânsito] --> M5[M5 Vetting na prática]
    M1 --> M5
    M3 --> M4[M4 Python com Lightkurve]
    P[Trilha P1 e P2] --> M4
    M4 --> M5
    M5 --> A[Autoavaliação]

Pré-requisitos

Ciência. O nível básico completo, com pelo menos 5 de 6 na autoavaliação do básico. Você precisa estar à vontade com:

  • profundidade de trânsito \(\delta \approx (R_p/R_\star)^2\) e a unidade ppm;
  • período, duração e o que é um setor do TESS;
  • a diferença visual entre trânsito de planeta e eclipse de binária;
  • o vocabulário sinal, candidato, CTOI, TOI, planeta validado, planeta confirmado.

Programação. A partir deste nível a trilha de programação deixa de ser opcional. Antes da aula M4, termine:

Veja a página da trilha de programação para o ritmo sugerido. Você pode fazer P1 e P2 em paralelo com M1 a M3.

Ferramenta. O PlanetHunter instalado e funcionando (uv sync na pasta do projeto). Se ainda não instalou, siga Usando o PlanetHunter.

Matemática. Frações, potências, raiz quadrada e raiz cúbica. Uma calculadora científica (ou o próprio Python) resolve o resto. Não há cálculo diferencial neste nível.

Ritmo sugerido

Semana Ciência Programação Prática na ferramenta
1–2 M1: média a SNR P1 Ler as colunas sde e snr de planethunter candidates
3 M1: ruído vermelho, qui-quadrado; início de M2 P1 Achar um sinal reprovado em consistency
4–5 M2 P2 Calcular a duração prevista de 3 sinais e comparar com o dossiê
6 M3 P2 Achar no dossiê o "Fator de alias aplicado" e a janela de detrending
7–8 M4 P3 (opcional) Reproduzir Pi Men c e comparar com o dossiê
9–10 M5 e autoavaliação — Revisar 10 candidatos com planethunter review

Se uma semana render menos, tudo bem. Melhor atrasar do que pular a parte de exercícios.

Como saber que terminou

Você terminou o nível médio quando:

  • marcou o checklist de todas as cinco aulas;
  • resolveu pelo menos dois exercícios de cada aula sem olhar a resposta antes;
  • reproduziu a detecção de Pi Men c em Python e escreveu, em poucas linhas, as diferenças em relação ao dossiê do PlanetHunter;
  • revisou pelo menos 10 candidatos com planethunter review, cada um com motivo e nota;
  • comparou 5 dossiês KNOWN_PLANET com 5 dossiês KNOWN_FP e anotou o que os distingue;
  • acertou pelo menos 5 das 6 perguntas principais da autoavaliação.

Na ferramenta

A regra de ouro do plano vale ainda mais aqui: sempre que aprender um conceito, procure-o num dossiê real em data/dossiers/. Cada aula tem uma caixa como esta dizendo onde o conceito aparece no PlanetHunter: comando, coluna, gráfico do dossiê ou teste do vetting.

Um caderno de revisões

Abra agora um caderno (papel ou arquivo de texto). Para cada sinal que você olhar neste nível, anote: número do sinal, estrela, o que viu em cada gráfico e o que decidiu. Em dez semanas esse caderno vai ser seu material de estudo mais valioso.

Curso complementar (opcional)

Se quiser outra voz explicando os mesmos temas, os cursos Super-Earths and Life (Harvard, plataforma edX) e Astrobiology and the Search for Extraterrestrial Life (Universidade de Edimburgo, Coursera) têm módulos sobre detecção de exoplanetas em linguagem acessível.

Pronto para começar? Vá para a aula M1.