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Calculadora de requisitos de misión para tránsito de exoplanetas

Estima cuántos tránsitos debe cubrir una misión fotométrica para alcanzar una relación señal/ruido objetivo, usando el tamaño de la estrella y del planeta, el ruido efectivo por evento y la ventana temporal disponible. El resultado ayuda a comprobar si la cadencia orbital y la duración de misión permiten reunir evidencia suficiente.

Calculadora

Geometría, señal y cobertura mínima
R☉
Radio de la estrella en radios solares.
R⊕
Radio estimado del planeta en radios terrestres.
S/R
Umbral agregado deseado para confirmar el tránsito.
ppm
Ruido fotométrico efectivo por evento de tránsito.
días
Periodo entre tránsitos consecutivos.
días
Tiempo calendario disponible para observar el objetivo.

Cómo usar esta calculadora

  1. Introduce los radios de la estrella y del planeta.
  2. Define la S/R acumulada que quieres alcanzar y el ruido efectivo por tránsito.
  3. Indica el periodo orbital y la duración útil de la misión.
  4. Compara los tránsitos necesarios con los disponibles y revisa el margen.

Fórmula

Profundidad ≈ (Rp/R)²; S/R por tránsito = profundidad(ppm) / ruido(ppm); N ≈ (S/R objetivo ÷ S/R por tránsito)²

Se usa 1 R⊕ = 0,0091577 R☉ para expresar ambos radios en la misma unidad.

Qué significa el resultado

El número de tránsitos necesarios es una estimación de cobertura mínima. Se compara con los eventos que caben dentro de la ventana de misión para obtener un margen práctico de planificación.

El cálculo supone ruido independiente entre tránsitos y no modela actividad estelar, tránsitos parciales, tiempo muerto, sistemáticos instrumentales ni probabilidad geométrica de tránsito.

Ejemplo de cálculo

Para una estrella de 1 R☉, un planeta de 1 R⊕, ruido de 150 ppm, S/R objetivo 10, periodo de 10 días y misión de 365 días, la profundidad es de unos 83,9 ppm. La S/R por tránsito es ≈0,56, por lo que se requieren alrededor de 320 tránsitos; solo caben 36 en la ventana, señalando una cobertura insuficiente.

Consejos para obtener mejores resultados

  • Usa ruido por tránsito que incluya fotones, fondo y ruido instrumental.
  • No cuentes como completos los eventos que caigan parcialmente fuera de la ventana.
  • Si la actividad estelar domina, aumenta el ruido efectivo en lugar de asumir ruido puramente blanco.
  • Prueba varios objetivos de S/R para evaluar sensibilidad del requisito.
  • Combina este resultado con una estimación independiente de duración del tránsito y cadencia.

Preguntas frecuentes

¿Cómo cambia el requisito de tránsitos si el planeta es más pequeño?

La profundidad disminuye con el cuadrado del radio planetario, por lo que un planeta más pequeño suele exigir muchos más tránsitos para una misma S/R.

¿Puedo usar el ruido RMS de una sola exposición como ruido por tránsito?

No directamente. Conviene introducir el ruido efectivo después de integrar todas las exposiciones útiles de un tránsito, incluyendo las fuentes de ruido relevantes.

¿Qué ocurre si el periodo orbital es mayor que la duración de la misión?

La calculadora mostrará cero tránsitos completos disponibles, por lo que la cobertura temporal no satisface el requisito.

¿La profundidad calculada incluye oscurecimiento del limbo?

No. Usa la aproximación geométrica (Rp/R★)²; para modelado de curvas de luz de alta precisión se necesita un modelo de tránsito más completo.

¿Por qué el número de tránsitos crece con el cuadrado de la S/R objetivo?

Porque al combinar eventos independientes la S/R aumenta aproximadamente con la raíz cuadrada del número de tránsitos.

Variables del modelo

MagnitudUso en el cálculo
Radios estelar y planetarioDeterminan la profundidad geométrica aproximada.
Ruido por tránsitoConvierte la profundidad en S/R de un evento.
S/R objetivoFija el nivel acumulado requerido.
Periodo y misiónDeterminan cuántos eventos caben en la ventana.

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