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[Python] 외계행성 트랜짓 예측하기 TransitSearch3

Psychedelic COSMOS 2021. 6. 22. 16:31

외계행성 트랜짓 현상을 관측하고 분석하려면, 기본 자료를 바탕으로 사전에 트랜짓 현상를 예측하고 해당 천체를 관측하여 자신의 관측 방법과 분석 방법을 검증하는 과정이 꼭 필요합니다. 덕흥천문대에서는 외계행성 트랜짓 현상 관측을 중요한 연구과제로 수행하고 있으며, 전국의 청소년이 자신만의 장비를 통해 관측을 수행할 수 있도록 알려진 트랜짓 현상이 언제 일어나는지 미리 알 수 있도록 공지하고 있습니다.

 

여기서는 홈페이지에 공지하고 있는 외계행성 트랜짓 현상 예측 그래프를 그리는 도구를 소개하고자 합니다.

 

*** 덕흥천문대 현재 전천 및 기상정보 : http://nysc.dothome.co.kr

*** TransitSearch3 다운로드 링크 및 방법 : https://github.com/psychiee/TransitSearch 

0. 들어가며

 

이 TransitSearch3 도구는 기존에 IDL로 개발되었던 "고도 계산 프로그램(서울대 이강환, 황호성, 이정덕)"을 변형하여 만들어진 도구입니다.  외계행성 트랜짓 정보를 바탕으로, 외계행성의 트랜짓 현상이 일어날 시기를 예측하여 가시화 하여 보여주는 도구입니다.

 

1. 준비하기

(1) Python 패키지 설치

TransitSearch 소스코드는 Python 3.X 기반으로 작성되었습니다.

Continuum사의 Anaconda 패키지를 설치하면 무리없이 실행하실 수 있습니다.

www.anaconda.com  

 

(2) 외계행성 데이타베이스 파일

외계행성 정보는 etdlist-YYMMDD.txt 파일에 담겨있으며, Exoplanet Transit Database(var2.astro.cz/ETD/)의 자료를 기반으로 만들었습니다. 각 열에 맞추어서 자신 만의 외계행성 정보를 넣으면 함께 사용할 수 있습니다.

  ※ 시간이 많이 지나 새로운 자료로 업데이트가 필요하다면, read_etd.py를 실행하여 새로운 파일을 생성할 수 있습니다. 

 

행성 이름 / 공전 주기[day] / 트랜짓중심시각[JD] / 트랜짓유지시간[min] / 트랜짓깊이 / 별등급[mag] / 적경[deg] /적위[deg]

           CoRoT-1_b   1.50896900 2454159.45320000  139.000    0.025   13.600   102.079875    -3.102161 064819.17 -030607.78
          CoRoT-10_b  13.24060000 2454273.34360000  178.800    0.017   15.220   291.063708    +0.746142 192415.29 +004446.11
          CoRoT-11_b   2.99428500 2454597.67900000  150.054    0.012   12.940   280.687292    +5.937811 184244.95 +055616.12
          CoRoT-12_b   2.82804200 2454398.62707000  154.454    0.019   15.515   100.765667    -1.296422 064303.76 -011747.12
          CoRoT-13_b   4.03519000 2454790.80910000  188.400    0.009   15.039   102.721125    -5.086461 065053.07 -050511.26
          CoRoT-17_b   3.76810000 2454923.30930000  283.000    0.005   15.460   278.699250    -6.612233 183447.82 -063644.04
          CoRoT-18_b   1.90006930 2455321.72412000  143.200    0.021   15.000    98.172333    -0.031586 063241.36 -000153.71
          CoRoT-19_b   3.89713000 2455257.44102000  282.000    0.008   14.000    97.033500    -0.170667 062808.04 -001014.4
           CoRoT-2_b   1.74299350 2454237.53556000  136.800    0.032   12.570   291.777167    +1.383806 192706.52 +012301.7
           ...

 

(3) 관측 장소 및 관측 일시 입력하기

targetdate.txt 파일을 열어 관측을 원하는 연, 월, 일을 기록합니다.

  ※ 최근 약 6개월간의 자료를 모두 추출하고 싶을 때는 날짜대신에 "*"를 입력합니다. 

2017 08 10
2017 08 11
2017 08 15

ts.par 파일을 열어 관측장소에 대한 정보를 입력합니다.

PATH     ./plot_etd/    # plotting path (SHOULD BE ended with delimiter such as /, \)
DB       etd            # ecl: exoclock.space, eod: exoplanets.org, oec:openexoplanetcatalogue.com, etd:var2.astro.cz/ETD/
OBSNUM   1              # observatory number in obsdb.dat file (0:[USER(below)], 1: DOAO, 2:Mt. Lemmon, ... )
LON      -70, 44, 36    # longitude of observatory for the USER mode (OBS = 0)
LAT      -30, 10, 12    # latitude of observatory for the USER mode (OBS = 0)
TIMEZONE -4             # time zone of observatory for the USER mode (OBS = 0)

여기서 OBSNUM은 아래서 설명하는 obsdb.dat 파일에 등록된 관측장소의 번호 입니다. 이 안에 있는 첫번째 줄의 장소에서 관측하는 경우 "1"이라고 입력하면 됩니다.

그리고 관측지역이 obsdb.dat 에 등록되어있지 않은 경우, 이 파일에 장소의 위도, 경도, 표준시간대를 입력하고, OBSNUM을 "0"이라고 입력하면 됩니다.

아니면 직접 obsdb.dat 파일을 열어, 해당 지역을 직접 추가해주셔도 됩니다.

  ※ csv와 같은 형태이며, 관측지이름, 위도, 경도, 시간대(timezone) 순으로 입력해주시면 됩니다. 첫 줄이 1번입니다. 

NYSC Observatory                         ,     34.53320 ,           127.46750, +9
Mt. Lemmon Observatory                   ,     32.44111 ,          -110.79000, -7
Bohyunsan Optical Astronomy Observatory  ,     36.16667 ,           128.98334, +9
Sobaeksan Optical Astronomy Observatory  ,     36.93333 ,           128.38571, +9
Seoul Natl Univ. Observatory             ,     37.45417 ,           126.95528, +9
Cerro Tololo Inter-American Observatory  ,    -30.16528 ,           -70.81500, -4

 

2. 계산 프로그램 실행 TransitSearch3.py

앞서 언급한 obsdb.dat, etdlist-YYMMDD.txt, targetdate.txt 파일을 TransitSearch3.py와 같은 폴더에 넣습니다. TransitSearch3.py를 실행하면, 앞서 지정한 출력 폴더 안에 모든 날짜에 대한 그래프가  출력됩니다.

  ※ TransitSearch3_GUI.py 는 그래픽 유저 인터페이스 형태로 그래프를 출력합니다. 아직 보완 중입니다.

 

3. 실행결과

 

다음과 같은 이미지 파일이 plots 폴더 안에 생성됩니다.

트랜짓 현상이 일어나는 시간은 굵은 선으로 표시되어 있습니다. 그리고 위로 볼록 솟은 영역은 해당 천체의 고도를 표현한 것입니다. 이 그래프에서는 트랜짓이 일어나는 시기에 천체의 고도가 30도 이상인 것들만 추려서 보여줍니다. 

왼쪽에 보이는 것이 행성의 이름이며, 그 상단에 작게 표시된 것은 해당 별의 밝기 등급입니다. 오른쪽에 % 단위로 보여주는 것은 해당 트랜짓 현상의 깊이, 즉 얼마나 별이 많이 어두워지는지 그 정도를 표현한 것입니다.

 

(문의) collie80@snu.ac.kr

 

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