El nuevo enfoque, resumido en un estudio publicado el 20 de diciembre en The Astronomical Journal, se basa en métodos matemáticos que tienen sus fundamentos en la investigación física. En lugar de intentar filtrar el "ruido" de las estrellas alrededor de las cuales los exoplanetas están orbitando, los científicos de Yale estudiaron toda la información de la señal para entender las complejidades dentro de su estructura.
"No requiere nada más allá de los datos en sí, lo que es un cambio de juego", dijo el autor senior John Wettlaufer, profesor de Geofísica, Matemáticas y Física en Yale. "Además, nos permite comparar nuestros hallazgos con otros enfoques tradicionales y mejorar cualquier hipótesis de modelado que utilicen".
La búsqueda de exoplanetas - planetas que se encuentran fuera de nuestro propio sistema solar - ha aumentado dramáticamente en los últimos años. El esfuerzo está motivado, en parte, por un deseo de descubrir análogos de la Tierra que también podrían albergar vida.
Los científicos han empleado muchas técnicas en este esfuerzo, incluyendo la sincronización de pulsar, la imagen directa y la medición de la velocidad a la que las estrellas y las galaxias se mueven hacia o lejos de la Tierra. Sin embargo, cada una de estas técnicas, individualmente o en combinación, presenta desafíos.
Principalmente, esos desafíos tienen que ver con la eliminación de datos extraños - el ruido - que no coincide con los modelos existentes de cómo se espera que los planetas se comporten. En esta interpretación tradicional del ruido, las búsquedas pueden verse obstaculizadas por datos que oscurecen o imitan los exoplanetas.
Wettlaufer y sus colegas decidieron buscar exoplanetas de la misma manera que habían ordenado los datos satelitales para encontrar cambios complejos en el hielo marino del Ártico. El nombre formal para el enfoque es 'multi-fractal temporally weighted detrended fluctuation analysis' (MF-TWDFA). Establece los datos en todas las escalas de tiempo y extrae los procesos subyacentes asociados con ellos.
"Una idea clave es que los eventos más cercanos en el tiempo tienen más probabilidades de ser similares que los más lejanos en el tiempo", dijo Wettlaufer. "En el caso de los exoplanetas, son las fluctuaciones en la intensidad espectral de una estrella con las que estamos tratando".
El uso de los multi-fractales en ciencia y matemáticas fue iniciado en Yale por Benoit B. Mandelbrot y Katepalli Sreenivasan. Para la experiencia en la búsqueda de exoplanetas, los investigadores consultaron con la astrofísico Debra Fischer de Yale, que ha sido pionera en muchos enfoques en el campo.
Los investigadores confirmaron la exactitud de su metodología probándola contra observaciones y datos de simulación de un planeta conocido orbitando una estrella en la constelación Vulpecula, aproximadamente a 63 años luz de la Tierra.