Machine learning-based identification of Gaia astrometric exoplanet orbits

要約

3番目のGAIAデータリリース（DR3）には、$ \ sim $ 170 \、000の宇宙式軌道ソリューションが含まれています。
これらのシステムのコンポーネント質量、特に外惑星をホストする星の決定は、通常、天体測定に加えて相補的な観測を組み込むことにかかっています。
分光法と放射状の速度。
この方法では、エキスプラネット、茶色帯、星、および黒穴成分を備えたいくつかのGaia DR3 2体システムが確認されています。
外惑星と茶色の隣接仲間に最適な候補者を特定することを目的として、Gaia DR3軌道溶液のみを使用する代替機械学習アプローチを開発しました。
文献で確認された実質団体に基づいて、極端な勾配ブーストおよびランダムフォレスト分類器と組み合わせて、半監視された異常検出方法を使用して、非シングル源の集団の低質量外れ値を決定します。
私たちは、この方法の妥当性を調査するために特徴の重要性を採用し、研究し、2人がエクソプラネット候補であり、さらに5人が非常に穏やかな茶色の小人または非常に低い大量星である20人の最高の候補者のリストを作成しました。
1つの初期外惑星候補を含む3人の候補者は、長周期のバイナリ星の動きに偏った短い期間軌道を装備した偽陽性の解に対応しています。
優先的なフォローアップのために、茶色の隣接する仲間を持つ9人の候補者を強調しています。
太陽のような星g \、15-6の周りのコンパニオンは、外部放射状速度データを使用して本物の茶色の小人として確認できます。
この新しいアプローチは、ガイアの星状軌道の間でのsubsertellarコンパニオンの従来の識別方法を強力に補完するものです。
これは、Gaia DR4とその予想される外惑星発見の利回りのコンテキストで特に関連しています。

要約(オリジナル)

The third Gaia data release (DR3) contains $\sim$170\,000 astrometric orbit solutions of two-body systems located within $\sim$500 pc of the Sun. Determining component masses in these systems, in particular of stars hosting exoplanets, usually hinges on incorporating complementary observations in addition to the astrometry, e.g. spectroscopy and radial velocities. Several Gaia DR3 two-body systems with exoplanet, brown-dwarf, stellar, and black-hole components have been confirmed in this way. We developed an alternative machine learning approach that uses only the Gaia DR3 orbital solutions with the aim of identifying the best candidates for exoplanets and brown-dwarf companions. Based on confirmed substellar companions in the literature, we use semi-supervised anomaly detection methods in combination with extreme gradient boosting and random forest classifiers to determine likely low-mass outliers in the population of non-single sources. We employ and study feature importance to investigate the method’s plausibility and produced a list of 20 best candidates of which two are exoplanet candidates and another five are either very-massive brown dwarfs or very-low mass stars. Three candidates, including one initial exoplanet candidate, correspond to false-positive solutions where longer-period binary star motion was fitted with a biased shorter-period orbit. We highlight nine candidates with brown-dwarf companions for preferential follow-up. The companion around the Sun-like star G\,15-6 could be confirmed as a genuine brown dwarf using external radial-velocity data. This new approach is a powerful complement to the traditional identification methods for substellar companions among Gaia astrometric orbits. It is particularly relevant in the context of Gaia DR4 and its expected exoplanet discovery yield.

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