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Calculadora de presupuesto de señal para tránsito de exoplanetas

Construye un presupuesto de señal para un tránsito de exoplaneta a partir de los electrones estelares detectados, la profundidad del tránsito y las principales fuentes de ruido. Separa el déficit de señal, el ruido aleatorio y el suelo sistemático, y estima cómo mejora la relación señal/ruido al combinar varios eventos.

Calculadora

Fotones, contraste y ruido de fondo
e⁻
Señal estelar integrada dentro de la apertura durante un tránsito.
ppm
Caída relativa de flujo causada por el planeta.
e⁻
Fondo de cielo y luz dispersa integrados en la misma apertura.
e⁻ RMS
Contribución RMS combinada de la electrónica y las lecturas.
ppm
Ruido residual no reducible en la escala temporal del tránsito.
eventos
Eventos independientes que se combinarán.

Cómo usar esta calculadora

  1. Introduce los electrones estelares integrados en un tránsito.
  2. Especifica profundidad, fondo, ruido de lectura y suelo sistemático.
  3. Indica cuántos tránsitos independientes vas a combinar.
  4. Revisa la S/R individual y acumulada para localizar el factor limitante.

Fórmula

Señal = N★ × profundidad; σaleatorio = √(N★ + Nfondo + σlectura²); σtotal = √(σaleatorio² + (N★·sistemático)²); S/RN = S/R1·√N

Qué significa el resultado

La S/R combinada cuantifica la detectabilidad idealizada del déficit de flujo. El desglose permite identificar si domina el ruido de conteo, la lectura o un suelo sistemático.

El término sistemático se trata como un suelo por tránsito. Si existen correlaciones entre eventos, la mejora con √N puede ser demasiado optimista.

Ejemplo de cálculo

Con 2.000.000 e⁻ estelares, profundidad de 1.000 ppm, 100.000 e⁻ de fondo, 500 e⁻ RMS de lectura, 50 ppm sistemáticos y 5 tránsitos, el déficit es 2.000 e⁻. El ruido total por tránsito es de aproximadamente 1.537 e⁻ y la S/R combinada queda cerca de 2,91.

Consejos para obtener mejores resultados

  • Integra el fondo sobre la misma apertura y tiempo usados para la señal estelar.
  • No sumes linealmente términos RMS independientes; combínalos en cuadratura.
  • Comprueba si el suelo sistemático domina al aumentar el flujo estelar.
  • Usa electrones, no ADU, salvo que hayas aplicado correctamente la ganancia.
  • Para curvas correlacionadas, sustituye el supuesto √N por una estimación empírica.

Preguntas frecuentes

¿Cómo incluyo el ruido de fondo del cielo en el presupuesto de señal de un tránsito?

Introduce los electrones de fondo integrados en la misma apertura y duración que la señal estelar; se suman al ruido de conteo.

¿Qué significa que el suelo sistemático domine el presupuesto?

Significa que aumentar los fotones ya no mejora la S/R al ritmo esperado porque persiste una fracción de ruido residual ligada al sistema o al análisis.

¿La calculadora supone estadísticas de Poisson para los fotones?

Sí. Usa una aproximación de ruido de conteo basada en la raíz cuadrada de los electrones de estrella y fondo.

¿Puedo combinar tránsitos de instrumentos diferentes?

Solo si llevas todos los términos a una base coherente y verificas que los eventos pueden combinarse sin introducir offsets o sistemáticos adicionales.

¿Por qué la S/R combinada aumenta con la raíz del número de tránsitos?

Es el comportamiento esperado al combinar mediciones independientes con ruido no correlacionado y amplitud de señal comparable.

Variables del modelo

MagnitudUso en el cálculo
Electrones estelaresFuente principal de señal y ruido de conteo.
ProfundidadConvierte el flujo estelar en déficit detectable.
Fondo y lecturaAñaden ruido aleatorio en cuadratura.
Suelo sistemáticoRepresenta un límite residual de precisión.

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