Estimating the false positive percentage of Kepler single - - PowerPoint PPT Presentation

Estimating ¡the ¡false ¡positive ¡percentage ¡of ¡ Kepler ¡single ¡systems ¡from ¡the ¡multi ¡systems ¡

¡

Brandon ¡Tingley, ¡Aarhus ¡University ¡ Ewan ¡Cameron, ¡Oxford ¡University ¡ Lasse ¡Ahrendt, ¡Aarhus ¡University ¡

¡

Estimating ¡Kepler ¡False ¡Positive ¡percentage ¡ ¡ Kepler ¡found ¡a ¡lot ¡of ¡candidates ¡ ¡ Current ¡highest ¡KOI ¡number ¡is ¡7042 ¡ The ¡table ¡has ¡8716 ¡entries ¡ ¡ … ¡confirming/rejecting ¡even ¡one ¡ candidate ¡is ¡a ¡lot ¡of ¡work ¡

Kepler ¡found ¡a ¡lot ¡of ¡candidates ¡ Single ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡Multi ¡ ¡ Estimating ¡Kepler ¡False ¡Positive ¡percentage ¡ ¡

Estimating ¡Kepler ¡False ¡Positive ¡percentage ¡ ¡ Kepler ¡found ¡a ¡lot ¡of ¡candidates ¡ Single ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡Multi ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡

Latham ¡et ¡al. ¡(2011) ¡

¡

Kepler ¡found ¡a ¡lot ¡of ¡candidates ¡ Single ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡Multi ¡ ¡ Estimating ¡Kepler ¡False ¡Positive ¡percentage ¡ ¡

Kepler ¡found ¡a ¡lot ¡of ¡candidates ¡ Single ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡Multi ¡ ¡

Can ¡we ¡come ¡up ¡with ¡a ¡way ¡to ¡learn ¡something ¡about ¡the ¡ single ¡candidates ¡from ¡the ¡multi-­‑systems? ¡

Estimating ¡Kepler ¡False ¡Positive ¡percentage ¡ ¡

Kepler ¡found ¡a ¡lot ¡of ¡candidates ¡ Single ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡Multi ¡ ¡

Can ¡we ¡come ¡up ¡with ¡a ¡way ¡to ¡learn ¡something ¡about ¡the ¡ single ¡candidates ¡from ¡the ¡multi-­‑systems? ¡ ¡ è ¡Stellar ¡densities ¡

Estimating ¡Kepler ¡False ¡Positive ¡percentage ¡ ¡

Stellar ¡densities ¡from ¡transit ¡fits ¡

(assuming ¡circular ¡obits) ¡

¡ ¡ ¡ ¡ ¡

¡ Wait… ¡can ¡we ¡really ¡get ¡a/R* ¡by ¡fitting ¡a ¡transit? ¡

Estimating ¡Kepler ¡False ¡Positive ¡percentage ¡ ¡

Actually, ¡we ¡can: ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ So… ¡what ¡can ¡we ¡do ¡with ¡this ¡? ¡

D = 2(R* + Rp) / vorb T = 2πa / vorb D T = R*(1+ k) πa a R* = T(1+ k) πD ⇒ T (1+ k)2 − b2 πD

Estimating ¡Kepler ¡False ¡Positive ¡percentage ¡ ¡

Simple ¡case: ¡ ¡circular, ¡ edge-­‑on ¡orbit ¡ Transit ¡Duration ¡ Orbital ¡Period ¡

¡ ¡ ¡ ¡

Actually, ¡we ¡can: ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ So… ¡what ¡can ¡we ¡do ¡with ¡this ¡? ¡ è è ¡Compare ¡this ¡density ¡measure ¡to ¡another ¡ Independent ¡one, ¡e.g. ¡the ¡KIC ¡catalog ¡

D = 2(R* + Rp) / vorb T = 2πa / vorb D T = R*(1+ k) πa a R* = T(1+ k) πD ⇒ T (1+ k)2 − b2 πD

Estimating ¡Kepler ¡False ¡Positive ¡percentage ¡ ¡

So, ¡we ¡have: ¡ singles ¡ multis ¡ false ¡positives ¡ Estimating ¡Kepler ¡False ¡Positive ¡percentage ¡ ¡

¡ singles ¡ multis ¡ false ¡positives ¡ Estimating ¡Kepler ¡False ¡Positive ¡percentage ¡ ¡

Heat ¡maps ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ Estimating ¡Kepler ¡False ¡Positive ¡percentage ¡ ¡

Heat ¡maps ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ OK…now ¡what? ¡ Estimating ¡Kepler ¡False ¡Positive ¡percentage ¡ ¡

Machine ¡learning ¡ ¡

In ¡essense, ¡we ¡can ¡assign ¡ a ¡probability ¡between ¡0 ¡(fp) ¡ and ¡1 ¡(exoplanet) ¡to ¡each ¡ candidate, ¡sum ¡up ¡all ¡the ¡ probabilities, ¡and ¡get ¡the ¡

• verall ¡false ¡positive ¡

probability ¡

Estimating ¡Kepler ¡False ¡Positive ¡percentage ¡ ¡

So… ¡if ¡we ¡make ¡the ¡following ¡assumptions: ¡

• Multi-­‑ ¡and ¡single-­‑planet ¡systems ¡are ¡inherently ¡similar ¡
• Systematics ¡in ¡the ¡KIC ¡densities ¡are ¡similar ¡
• Stellar ¡samples ¡are ¡similar ¡

¡ ¡ … ¡we ¡find: ¡ Estimating ¡Kepler ¡False ¡Positive ¡percentage ¡ ¡

Results ¡

False ¡positive ¡ ¡probability ¡= ¡48% ¡+/-­‑ ¡1% ¡ Kepler ¡predicted ¡FPP ¡~ ¡5% ¡

Estimating ¡Kepler ¡False ¡Positive ¡percentage ¡ ¡

Conclusions ¡

• Comparing ¡stellar ¡densities ¡seems ¡to ¡work ¡

è è ¡“good” ¡comparison ¡densities ¡for ¡interesting ¡targets ¡ should ¡help ¡identify ¡good ¡candiates ¡

• Even ¡with ¡all ¡the ¡Kepler ¡pre-­‑processing, ¡FPP ¡of ¡single ¡

planet ¡systems ¡is ¡quite ¡high ¡ è è ¡Lots ¡of ¡possible ¡reasons ¡of ¡this ¡ This ¡may ¡have ¡a ¡big ¡impact ¡on ¡TESS ¡

• Fewer ¡multi-­‑candidate ¡systems ¡(no ¡TTVs, ¡etc) ¡
• Less ¡ability ¡to ¡identify ¡FP ¡(centroiding, ¡etc) ¡
• Larger ¡pixels ¡
• Lower ¡quality ¡overall ¡photometry ¡

Opportunity ¡for ¡CHEOPS ¡

Estimating ¡Kepler ¡False ¡Positive ¡percentage ¡ ¡

¡

Thank ¡you ¡for ¡your ¡ attention! ¡

Estimating ¡Kepler ¡False ¡Positive ¡percentage ¡ ¡