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天文学への人工知能?

時間:2018-01-09 ビュー:2326
NASAケプラー検出器の図。この探査機は、2009年に外的惑星を探すために打ち上げられた。イラスト:ウェンディ・ステンゼル、エイムズ・リサーチ・センター/ NASA
著者:Nadia Drake
天文学で初めて、科学者は人工知能を訓練して望遠鏡によって収集された膨大な量のデータをスクリーニングし、その結果はまったく新しい惑星を発見しました。
新たに発見された惑星、コードネーム「ケプラー-90i」は、NASAのケプラー検出器によって収集されたデータに隠されています。地球から約2,500光年離れた惑星は、他の7つの惑星とともに星の回りを回っています。したがって、ケプラー-90システムは太陽系と多くの類似点を持っています。
「NASA​​のPaul Hertzは、発見を発表する記者会見で、ケプラーはほとんどの星に惑星があることを証明している」と述べた。今日、ケプラーは、太陽系のような星は巨大な惑星群を持っていることを確認しています。
記者会見の数日前、メディアの狂信派は地球外生命を検出したかもしれない。驚くことではないが、このニュースは完全に信頼できないものですが、マシンラーニングは私たちが銀河系全体の可能性のあるエキサイティングな惑星についてもっと知るのを助けることができるということを証明しています。
星の海で検索する
2009年に打ち上げられたケプラープローブは、4年間にわたり空の150,000個の小さな星を見つめています。その使命は、惑星が星の前を通過するときに星への小さな障害物を探すことです。科学者がそのような小さな信号を自分のデータに見つけたら、惑星の大きさと親星からどれだけ離れているかを知ることができます。
今まで、ケプラーの検出器は2525個の惑星とその惑星が発見されたことを確認しています。しかし、惑星を確認することは容易ではありません。人間にとっては、大量のケプラーデータを手作業でコーミングすることは、10個程度の可能性のある惑星軌道を含むため、克服できない課題です。さらに、恒星の光が弱くなっていても必ずしもすべての惑星であるとは限りません。太陽黒点、バイナリ星、その他の天体は、星を覆う惑星と同じ効果を持つ可能性があります。
このため、Googleの人工知能部門のChris Shallue氏は、この問題を解決するためにニューラルネットワークを使用することに決めました。以前は、機械学習アプローチがドップラーデータのスクリーニングと分類に使用されていましたが、Shallueのニューラルネットワークはより堅牢なアルゴリズムを提供することができました。
"私はケプラーの検出器が、科学者が手作業によるレビューだけに頼ることができないほど多くのデータを収集したことを知ったとき、私は天文学でニューラルネットワークを使いたいと思っていました。遠くの星の周りの惑星を区別するために。
新しい視点の展望を開く
名前が示すように、ニューラルネットワークは、人間の脳の働きに基づいて構築されます。人間は、ネコと犬を区別するなど、物を識別して分類するためにニューラルネットワークを訓練することができます。最終的には、十分なサンプルを見た後、コンピュータは猫と犬を自分で分類することができます。
Shallueは、ニューネットワークを惑星のユニークな「指紋」を認識させるように訓練しました。彼はケプラーデータベースから15,000本の惑星の特徴を抽出し、実際の惑星の信号と惑星として偽装された信号との違いを識別することを可能にしました。
それ以降は実際の検証段階です。テキサス大学のシャルウ(Shallue)とアンドリュー・バンダーバーグ(Andrew Vanderburg)は、これらの星の周りにもっと惑星が存在する可能性があるため、惑星を所有すると分かっている670個の星を精査する。
次に、彼らは十分に強くなく、人間が扱うことができないシステム信号を入力します。これらの信号では、ニューラルネットワークシステムは2つの新しい惑星を同定しました。結果はJournal of Astronomyに掲載されました。
「これら2つの星の信号は弱く、これまでのすべての検索はそれらを見逃している」とシャルウは語った。
新しい分野を探索する必要がある
惑星の一つは、銀河の家にある第六の知られている惑星「ケプラー-80g」です。ケプラー-80gは地球の大きさで、親スターの周りを回転するのに14.6日かかっていますが、親スターは小さくて赤みがあります。
ニューラルネットワークはまた、「ケプラー-90i」を発見した。地球よりわずかに大きい惑星は、革命を完了するのに2週間かかります。それは、母星が私たち自身の太陽よりもわずかに大きく熱いうちに、ホスト銀河で見つかった第3の岩石の惑星です。ケプラー-90iの内部には2つの小さな惑星があり、外側に回転する惑星ははるかに大きくなっています。
これらの惑星は大規模ですが、8つの惑星とその親星の距離は地球のそれと同じです。
Vanderburg氏は次のように述べています。「私はKepler-90iのような場所には行きたくありません。表面が非常に熱くなりそうで、平均温度は摂氏約427度です。
彼はまた、Kepler-90で発見される惑星がさらに存在する可能性があると付け加えた。彼とShallueは、ケプラーのデータをすべてニューラルネットワークシステムに入力して、どのようなha
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