Са сваком наредном годином открива се све више и више соларних планета. Да би ствари биле занимљивије, побољшања у методологији и технологији омогућавају откривање више планета унутар појединих система. Размислите о недавној најави система са седам планета око звезде црвеног патуљака познатог као ТРАППИСТ-1. У то време, ово откриће је постало рекорд за већину егзопланета који орбитирају око једне звезде.
Па пређите преко ТРАППИСТ-1! Захваљујући свемирском телескопу Кеплер и машинском учењу, тим из Гоогле АИ-а и Харвард-Смитхсониан Центра астрофизике (ЦфА) недавно је открио осму планету у далеком звезданом систему Кеплер-90. Познато као Кеплер -90и, откриће ове планете омогућено је захваљујући Гоогле алгоритмима који су у подацима мисије Кеплер открили доказе о слабом транзитном сигналу.
Студија која описује њихова открића, под називом „Идентификација егзопланета дубоким учењем: пет планета резонантних ланаца око Кеплера-80 и осам планета око Кеплера-90“, недавно се појавила на мрежи и прихваћена је за објављивање у Тхе Астрономицал Јоурнал. Истраживачки тим сачињавао је Цхристопхер Схаллуе са Гоогле АИ-ја и Андрев Вандербург са Универзитета у Тексасу и ЦфА.
Кеплер-90, звезда слична Сунцу, налази се отприлике 2.545 светлосних година од Земље у сазвежђу Драко. Као што је примећено, претходна истраживања показала су постојање седам планета око звезде, комбинација земаљских (ака. Стеновитих) планета и гасних дивова. Али након коришћења Гоогле алгоритма створеног за претраживање Кеплерових података, истраживачки тим је потврдио да сигнал друге планете која се приближава орбити скрива унутар података.
Кеплерова мисија ослања се на методу транзита (ака. Транзитна фотометрија) како би уочио присуство планета око светлијих звезда. Ово се састоји од посматрања звезда ради периодичних намотаја у осветљености, што је показатељ да планета пролази испред звезде (тј. Да пролази) у односу на посматрача. За време своје студије, Схаллуе и Вандербург обучили су рачунар да чита светлосне криве које је забележио Кеплер и утврдио присуство транзита.
Ова вештачка „неуронска мрежа“ просијала је Кеплерове податке и пронашла слабе транзитне сигнале који су указивали на присуство раније пропуштене планете око Кеплера-90. Ово откриће не само да је указало на то да је овај систем веома сличан нашем, већ потврђује и вредност употребе вештачке интелигенције за копање архивских података. Иако се за претраживање Кеплерових података раније користило машинско учење, ово истраживање показује да се сада могу разабрати и најслабији сигнали.
Као што је Паул Хертз, директор НАСА-иног одељења за астрофизику у Васхингтону, у недавном саопштењу за НАСА рекао:
"Баш као што смо и очекивали, у нашим архивираним Кеплеровим подацима вребају узбудљива открића, чекајући прави алат или технологију да их ископе. Ово откриће показује да ће наши подаци бити ризница доступна иновативним истраживачима годинама које долазе. "
Ова новооткривена планета, позната као Кеплер-90и, је стеновита планета која је по величини упоредива са Земљом (1,32 ± 0,21 земаљска радијуса) која орбитира око њене звезде у периоду од 14,4 дана. С обзиром на близину његове звезде, верује се да ова планета има екстремне температуре од 709 К (436 ° Ц; 817 ° Ф), што је чини топлијом од данашњег максимума од 700 К (427 ° Ц; 800 ° Ф).
Као старији софтверски инжењер из Гоогле-овог истраживачког тима Гоогле АИ, Схаллуе је дошао на идеју да примјени неуронску мрежу на Кеплерове податке након што је сазнао да астрономија (као и друге гране науке) убрзано постаје проблем "великих података". Како технологија за прикупљање података постаје све напреднија, научници постају преплављени скуповима података све веће величине и сложености. Као што је Схаллуе објаснио:
„У своје слободно време започео сам гоогле да бих„ пронашао егзопланете са великим бројевима података “и сазнао о Кеплеровој мисији и огромном расположивом скупу података. Машинско учење заиста сјаји у ситуацијама у којима постоји толико података да људи то не могу сами да траже. "
Кеплерова мисија је у прве четири године деловања акумулирала скуп података који се састојао од 35.000 могућих планетарних транзитних сигнала. У прошлости су се аутоматизовани тестови и понекад визуелни прегледи користили за верификацију најперспективнијих сигнала у подацима. Међутим, најслабији сигнали су често пропуштани овим методама, остављајући на десетине или чак стотине планета несхваћене.
Желећи побољшати ово, Схаллуе се удружио са Андревом Вандербургхом - дипломираним научним сарадником Националне научне фондације и НАСА Саган Фелловом - како би утврдили да ли машинско учење може минирати податке и појачати више сигнала. Први корак се састојао од обуке неуронске мреже за идентификацију транзитних егзопланета коришћењем скупа од 15 000 претходно испитаних сигнала из Кеплер каталога егзопланета.
У сету за тестирање, неуронска мрежа је тачно идентификовала праве планете и лажне позитивне вредности са тачношћу од 96%. Показавши да може препознати транзитне сигнале, тим је потом усмјерио своју неуронску мрежу на тражење слабијих сигнала у системима са 670 звијезда који су већ имали више познатих планета. Међу њима су Кеплер-80, који је имао пет раније познатих планета, и Кеплер-90, који је имао седам. Као што је Вандербург назначио:
„Имамо пуно лажних позитивних планета, али и потенцијално реалније планете. То је попут просијања камења да бисте пронашли драгуље. Ако имате ситније сито, тада ћете ухватити више камења, али можда ћете ухватити и више драгуља. "
Шеста планета у Кеплеру-80 позната је као Кеплер-80г, планета величине Земље која је у резонантном ланцу са својих пет суседних планета. То се догађа када се планете међусобном гравитацијом закључавају у изузетно стабилан систем, слично ономе што доживљава седам планета ТРАППИСТ-1. Кеплер-90и је, с друге стране, планета величине Земље која доживљава услове сличне Меркуру и орбити изван 90б и 90ц.
У будућности, Схаллуе и Вандербург планирају да примене своју неуронску мрежу на Кеплерову целу архиву од више од 150 000 звезда. У оквиру овог огромног скупа података вероватно ће вребати много више планета и цитирати их можда у оквиру више планетарних система који су већ испитани. У том погледу, Кеплерова мисија (која је већ била непроцењива у истраживању егзопланета) показала је да може још много тога да понуди.
Као што је Јессие Дотсон, Кеплер-ов научник на пројекту у НАСА-овом истраживачком центру Амес, изјавила:
„Ови резултати показују трајну вредност Кеплерове мисије. Нови начини гледања на податке - попут овог истраживања у раној фази примене алгоритама машинског учења - обећавају да ће наставити да дају значајан напредак у нашем разумевању планетарних система око других звезда. Сигурна сам да има више првих података који чекају да их људи пронађу. "
Наравно, чињеница да звезда попут сунца сада има систем од осам планета (попут нашег Сунчевог система), постоје они који се питају да ли би овај систем могао бити добра опклада за проналазак изванземаљског живота. Али пре него што се неко превише узбуђује, вреди приметити да планете Кеплер-90 све орбитују прилично близу звезде. То је најудаљенија планета, Кеплер-90х, у орбити на истој удаљености од своје звезде као и Земља са Сунцем.
Откривање осме планете око друге звезде такође значи да постоји систем који ривал ривалима Сунчевог система у укупном броју планета. Можда је време да преиспитамо одлуку о ИАУ из 2006. - знате, ону где је Плутон био "демониран"? И док смо на томе, можда бисмо требали убрзати Церес, Ерис, Хаумеа, Макемаке, Седну и остало за планетизам. У супротном, како другачије планирамо да одржимо евиденцију?
У будућности ће се слични процеси машинског учења вероватно применити на мисије ловачких егзопланета нове генерације, попут транзитног сателитског анкетног сателита (ТЕСС) и свемирског телескопа Јамес Вебб (ЈВСТ). Ове мисије требало би да буду покренуте 2018. и 2019. године. У међувремену, из Кеплера стиже још много открића!
