Искусственный интеллект в астрономию?

Иллюстрация NASA Kepler Detector. Зонд был запущен в 2009 году для поиска внесолнечных планет. Иллюстрация: WENDY STENZEL, НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ЦЕНТР AMES / НАСА

Автор: Надя Дрейк

Впервые в астрономии ученые подготовили искусственный интеллект, чтобы отобразить огромное количество данных, собранных телескопами, и результат действительно раскрыл совершенно новую планету.

Недавно открытая планета под кодовым названием «Кеплер-90i» была скрыта в данных, собранных детектором Кеплера NASA. Планета, на расстоянии около 2500 световых лет от Земли, вращается вокруг звезды с семью другими планетами. Поэтому система Кеплера-90 имеет много общего с нашей солнечной системой.

«Кеплер доказал, что у большинства звезд есть планеты», - сказал Пол Херц на пресс-брифинге, объявляющем об открытии. Сегодня Кеплер подтвердил, что звезды, как и наша солнечная система, имеют огромное семейство планет.

За несколько дней до пресс-конференции фанатизм средств массовой информации, возможно, обнаружил внеземную жизнь. Неудивительно, что новости абсолютно ненадежны, но это доказывает, что машинное обучение может помочь нам узнать больше о вероятной захватывающей планете во всей галактике.

Поиск в море звезд

Зонд Кеплера, запущенный в 2009 году, в течение четырех лет смотрел на маленький кусок 150 000 звезд на небе. Его миссия - искать крошечные препятствия для звезд, когда планета проходит перед звездой. Когда ученые находят такие крошечные сигналы в своих данных, они могут определить размер планеты и как далеко от ее родительской звезды.

До сих пор датчики Кеплера подтвердили в своих данных 2525 планет и больше планет. Однако подтвердить планету непросто. Для людей ручное расчесывание больших количеств данных Кеплера является непреодолимой задачей, так как эти данные содержат 10 или около 8 потенциальных планетарных орбит. Кроме того, звездный свет ослаблен, не обязательно все планеты: звездные солнечные пятна, двойные звезды и другие небесные тела, вероятно, будут иметь тот же эффект, что и планеты для охвата звезд.

Из-за этого Крис Шаллу из отдела искусственного интеллекта Google решил использовать нейронные сети для решения этой проблемы. Раньше подход машинного обучения использовался для скрининга и классификации данных Допплера, однако нейронная сеть Shallue смогла обеспечить более надежные алгоритмы.

Shallue сказал: «Когда я узнал, что детективы Кеплера собрали столько данных, что ученые не могли полагаться исключительно на ручные обзоры, я хотел использовать нейронные сети в астрономии. Наша идея заключалась в использовании этой технологии. В звездах научите систему машинного обучения, как чтобы различать планеты вокруг далеких звезд ».

Откройте новую перспективу наблюдения

Как следует из названия, нейронные сети строятся на основе работы человеческого мозга. Люди могут тренировать нейронные сети, чтобы идентифицировать и классифицировать вещи, такие как то, что отличает собак от кошек. В конце концов, просмотрев достаточное количество проб, компьютер может сортировать кошек и собак самостоятельно.

Shallue обучил нейронную сеть распознавать уникальный «отпечаток» планеты. Он извлек 15 000 реальных планетных характеристик из базы данных Кеплера и позволил системе нейронной сети распознать разницу между сигналом реальной планеты и сигналом, замаскированным под планету.

После этого будет фактический этап проверки. Shallue и Andrew Vanderburg из Техасского университета позволили системе тщательно изучить 670 звезд, известных собственным планетам, потому что вокруг этих звезд может быть больше планет.

Затем они вводят сигналы системы, которые недостаточно сильны и не могут обрабатываться людьми. В этих сигналах система нейронных сетей идентифицировала две новые планеты. Результаты были опубликованы в журнале «Астрономия».

«Сигналы этих двух звезд слабы, и все предыдущие поиски пропустили их», - сказал Шалэ.

Еще нужно исследовать новые области

Одной из планет является «Кеплер-80г», шестая известная планета в доме галактики. Кеплер-80г имеет размер Земли и занимает 14,6 дня, чтобы вращаться вокруг своей родительской звезды, а его родительская звезда меньше и краснее нашего собственного солнца.

Нейронная сеть также обнаружила «Кеплер-90i». Планета, немного больше Земли, занимает две недели, чтобы завершить революцию. Это третья скалистая планета, найденная в принимающей галактике, а ее родительская звезда немного больше и горячее, чем наше собственное солнце. Внутри Кеплера-90i есть две более мелкие планеты, а планеты, вращающиеся снаружи, намного больше.

Эти планеты большие, но все они «звенели» вместе: расстояние между восемью планетами и их родительской звездой такое же, как у Земли.

Вандербург сказал: «Я не хочу ехать в такое место, как Кеплер-90i, где поверхность, вероятно, будет очень горячей, и мы подсчитали, что она имеет среднюю температуру около 427 градусов по Цельсию».

Он также добавил, что на Кеплере-90 может быть обнаружено больше планет. Он и Shallue планируют ввести все данные Кеплера в систему нейронной сети и посмотреть,