За голяма фантазия НАСА току-що обяви откриването на нова скалиста планета - Kepler-90i. На орбита около звезда на около 2545 светлинни години, новата планета е приблизително 1, 3 пъти по-голяма от Земята и мехури горещи - около 800 градуса по Фаренхайт. Находката е уникална поради няколко причини: От една страна, Kepler-90i е осмата планета в откритата по-рано слънчева система Kepler-90, което прави тази далечна система единственото семейство екзопланети с толкова много планети, колкото нашата собствена.
Но може би по-впечатляващо е как изследователите откриха планетата: с помощта на разработена от Google изкуствена невронна мрежа. Основната идея на невронните мрежи е, че вместо да програмират конкретни правила в компютър, изследователите подават на този компютър голям набор от данни и системата разработва свой собствен начин за изпълнение на конкретната задача. Всеки от слоевете компютърни "неврони" прави прости изчисления, прехвърляйки изхода на друг слой, казва Крис Шалуе, софтуерен инженер на Google, специализиран в невронните мрежи, на пресконференция.
Такива системи преди са били използвани за превод между езици, идентифициране на тумори на рак на гърдата или дори идентифициране на hotdogs спрямо не hotdogs. "Нашата идея беше да превърнем тази техника към небето и да научим система за машинно обучение как да идентифицира планети около далечни звезди", казва Шалуе. Резултатите от неговия екип са приети за публикуване в The Astronomical Journal.
Откриването на Kepler-90i маркира първата известна осем планета Слънчева система встрани от нашата собствена - и може да има много повече. (НАСА / Уенди Стенцел) За да използват този вид система за лов на екзопланети, изследователите се обърнаха към обширната база данни от планетни кандидати, която космическият телескоп Кеплер е натрупал след старта си през 2009 г. Кеплер е наблюдавал яркостта на около 200 000 звезди, гледайки за слаби капки в светлината - знаковия знак на орбитална планета. След това изследователи или граждански учени сортират тези данни на ръка (понякога с помощта на статистически техники), за да идентифицират най-вероятните планетни кандидати.
Това е изморителен и интензивен във времето процес: От приблизително 35 000 сигнала за възможни екзопланети, обикалящи около орбита на звезди извън нашата Слънчева система, изследователите досега потвърдиха 2525 екзопланети. "Този процес е като търсене на игли в сенокос", казва Шалуе.
За да помогнат да ограничат възможните кандидати, учените се фокусират най-вече върху най-големите потапяния в светлината от звездите, които означават най-вероятните планетарни кандидати. Така Шалуе и екипът от НАСА завъртяха невронна мрежа на по-слабите спадове, търсейки планети в данните.
Първо изследователите изхранват системата около 15 000 звезди на Кеплер с вече маркирани орбитирани планети. Тогава тя даде данни на невронната мрежа от 670 звезди, които бяха кандидати в търсенето на мултипланетни системи. Анализът разкри две нови екзопланети: Kepler-90i и Kepler-80g, която е шестата планета в нейната система. Статистически, казва Вандербург, има само една на 10 000 вероятност това да е невярно.
Невронната мрежа успя да открие тези игли в сено далеч по-бързо и ефективно, отколкото биха имали хората, казва Шалуе. „Това е наистина мощна техника“, подчертава Кортни Дресинг, астроном от Калифорнийския университет в Бъркли, който не е участвал в изследването. "И те биха могли да вземат това и да го прилагат към повече звезди и може би ще намерят и повече планети."
Новата техника също така повдига възможността системите с осем или дори повече планети да не са толкова странни в края на краищата. "В нашата слънчева система знаем, че имаме осем планети, защото сме в системата, можем да разгледаме всички планети", казва Дресинг. Но ако вземете система точно като нашата и я поставите на разстояние 30 светлинни години, какво щяхме да видим от Земята? Вероятно щяхме да видим нашия масивен газов гигант Юпитер и вероятно Земята, казва Дресинг. "Но вероятно не бихме знаели за никоя от другите планети", казва тя.
Дори Kepler-90 може да притежава повече орбитни тела, казва Андрю Вандербург, докторант от Тексаския университет, Остин, който е автор на новото проучване. "Би било почти изненадващо за мен, ако нямаше повече планети около тази звезда", казва той, отбелязвайки, че планетата има голяма площ около нея, която изследователите тепърва трябва да изследват.
Изследователите се надяват допълнително да усъвършенстват своята AI система, за да подобрят способността й да идентифицира фалшиви положителни резултати и да закачат чрез сложността на данните на Kepler. Те също планират да се възползват от повече от допълнителната информация, която Кеплер събира за звездите, обяснява Дресинг.
Идеята за това планетарно изобилие е вълнуваща поради няколко причини, казва Дресинг. От една страна, това означава, че в нашата галактика има просто повече места, където животът би могъл да се развие. Но това би могло също така "да промени представата ни за това как се формират планетите на първо място", добавя тя.
Новото проучване може да бъде и началото на своевременно сътрудничество. Транзитиращият сателит за изследване на екзопланетите трябва да стартира през март 2018 г., за да надникне в близките звезди на лов за орбитни тела. "Този набор от данни ще бъде толкова голям, че ако успеем да използваме сложните изчислителни инструменти и невронни мрежи за класифициране на планети, ще бъдем много по-далеч в характеризирането на планетите, отколкото бихме били, ако разчитаме на човешките очи [сами ], Казва Дресинг. За нея тази най-нова констатация „подчертава предимството да се съберат хора от различни набори от умения, за да разгледат нов проблем.“
