Ku wielkiemu fanfarowi NASA właśnie ogłosiła odkrycie nowej skalistej planety, Kepler-90i. Obiegająca gwiazdę w odległości około 2545 lat świetlnych, nowa planeta jest około 1, 3 razy większa niż Ziemia i płonie bardzo gorąco - około 800 stopni Fahrenheita. Znalezisko jest wyjątkowe z kilku powodów: Po pierwsze, Kepler-90i jest ósmą planetą w odkrytym wcześniej Układzie Słonecznym Kepler-90, dzięki czemu ten odległy układ jest jedyną rodziną egzoplanet z tyloma planetami jak nasza.
Być może bardziej imponujące jest to, jak naukowcy znaleźli planetę: za pomocą sztucznej sieci neuronowej opracowanej przez Google. Podstawową ideą sieci neuronowych jest to, że zamiast programować określone reguły w komputerze, badacze zasilają ten komputer dużym zestawem danych, a system opracowuje własną drogę do wykonania określonego zadania. Warstwy komputerowych „neuronów” wykonują proste obliczenia, przekazując dane wyjściowe do innej warstwy, mówi Chris Shallue, inżynier oprogramowania Google specjalizujący się w sieciach neuronowych podczas konferencji prasowej.
Takie systemy były wcześniej używane do tłumaczenia między językami, identyfikowania guzów raka piersi, a nawet identyfikowania hotdogów w porównaniu do hotdogów. „Naszym pomysłem było obrócenie tej techniki w przestworza i nauczenie systemu uczenia maszynowego, jak identyfikować planety wokół odległych gwiazd” - mówi Shallue. Wyniki jego zespołu zostały zaakceptowane do publikacji w czasopiśmie The Astronomical Journal.
Odkrycie Keplera-90i oznacza pierwszy znany układ słoneczny na ośmiu planetach oprócz naszego własnego - i może być ich znacznie więcej. (NASA / Wendy Stenzel) Aby użyć tego rodzaju systemu do polowania na egzoplanetę, badacze zwrócili się do obszernej bazy danych kandydatów na planetę, którą teleskop kosmiczny Kepler zgromadził od czasu swojej premiery w 2009 roku. Kepler monitorował jasność około 200 000 gwiazd, obserwując słabe zapady światła - charakterystyczny znak orbitującej planety. Naukowcy lub naukowcy-obywatele w terenie sortują następnie te dane ręcznie (czasem za pomocą technik statystycznych), aby zidentyfikować najbardziej prawdopodobnych kandydatów na planetę.
Jest to wyczerpujący i czasochłonny proces: z około 35 000 sygnałów możliwych egzoplanet krążących wokół gwiazd poza naszym Układem Słonecznym, naukowcy do tej pory potwierdzili 2525 egzoplanet. „Proces ten przypomina szukanie igieł w stogu siana” - mówi Shallue.
Aby pomóc zawęzić listę potencjalnych kandydatów, naukowcy koncentrują się głównie na największych spadkach światła gwiazd, które oznaczają najbardziej prawdopodobnych kandydatów na planetę. Więc Shallue i zespół z NASA obrócili sieć neuronową na słabsze spadki, szukając planet w danych.
Naukowcy po raz pierwszy zasilili układ około 15 000 gwiazd Keplera już oznaczonymi planetami orbitującymi. Następnie podał dane sieci neuronowej z 670 gwiazd, które były kandydatami w poszukiwaniu układów wieloplanetarnych. Analiza ujawniła dwie nowe egzoplanety: Kepler-90i i Kepler-80g, która jest 6. planetą w swoim układzie. Statystycznie, Vanderburg mówi, istnieje tylko jedno na 10 000 prawdopodobieństwo, że są to wyniki fałszywie dodatnie.
Sieć neuronowa była w stanie znaleźć te igły w stogu siana znacznie szybciej i wydajniej niż ludzie, mówi Shallue. „To naprawdę potężna technika” - podkreśla Courtney Dressing, astronom z University of California w Berkeley, który nie był zaangażowany w badania. „I mogą wziąć to i zastosować do większej liczby gwiazd i być może także znaleźć więcej planet”.
Nowa technika podnosi również możliwość, że układy z ośmioma - a nawet więcej - planetami wcale nie są takie dziwne. „W naszym Układzie Słonecznym wiemy, że mamy osiem planet, ponieważ jesteśmy w układzie, możemy patrzeć na wszystkie planety”, mówi Dressing. Ale gdybyś wziął system dokładnie taki jak nasz i umieścił go w odległości 30 lat świetlnych, co moglibyśmy zobaczyć z Ziemi? Prawdopodobnie widzielibyśmy naszego olbrzymiego gazowego giganta Jowisza i prawdopodobnie Ziemię, mówi Dressing. „Ale prawdopodobnie nie wiedzielibyśmy o żadnej innej planecie” - mówi.
Nawet Kepler-90 może zawierać więcej orbitujących ciał, mówi Andrew Vanderburg, doktor habilitowany na University of Texas w Austin, który jest autorem nowych badań. „Byłoby dla mnie prawie zaskakujące, gdyby wokół tej gwiazdy nie było więcej planet” - mówi, zauważając, że planeta otacza duży obszar, który naukowcy jeszcze nie zbadali.
Naukowcy mają nadzieję udoskonalić swój system sztucznej inteligencji, aby poprawić jego zdolność do identyfikowania fałszywych trafień i dokuczać złożoności danych Keplera. Planuje także skorzystać z większej ilości dodatkowych informacji, które Kepler zbiera na temat gwiazd, wyjaśnia Dressing.
Dressing mówi, że idea tej obfitości planet jest ekscytująca z kilku powodów. Po pierwsze, oznacza to, że w naszej galaktyce jest więcej miejsc, w których mogło ewoluować życie. Ale może również „zmienić nasze wyobrażenie o tym, jak powstają planety” - dodaje.
Nowe badanie może być również początkiem terminowej współpracy. Transiting Exoplanet Survey Satellite ma wystartować w marcu 2018 r., Aby zerknąć na pobliskie gwiazdy podczas polowania na orbitujące ciała. „Ten zestaw danych będzie tak duży, że jeśli będziemy w stanie korzystać z wyrafinowanych narzędzi obliczeniowych i sieci neuronowych do klasyfikacji planet, będziemy o wiele bardziej charakteryzować planety niż bylibyśmy, gdybyśmy polegali na ludzkich oczach [samodzielnie ] ”, Mówi Dressing. Dla niej to najnowsze odkrycie„ podkreśla zaletę łączenia ludzi o różnych umiejętnościach, aby spojrzeć na nowy problem ”.
