通过Google机器学习来寻找系外行星

分类 资讯 2017-12-18 NASA China 丨评论 1 0

几千年以来,人们一直仰望星空,观察并记录。早期的希腊天文学家们将确定的第一批行星,称之为"planētai"或者叫流浪者。

今天在光学望远镜,太空飞行,数码相机以及计算机等帮助下,人们将视野延伸到太阳系之外,并探测器他恒星周围的行星,并称之为系外行星。对系外行星的探索有助于我们人类回答关于宇宙最深层次的问题,外面的世界有什么?在太阳系之外的地方有像我们这样的存在吗?

北京时间12月15日凌晨2时(美国东部时间12月14日13时),NASA召开了媒体电话会议,宣布了开普勒太空望远镜的最新发现

通过Google机器学习来寻找系外行星

伴随着第八颗系外行星的发现,Kepler-90成为首个和我们太阳系拥有同样数量行星的恒星系统。
Credits: NASA/Wendy Stenzel

研究人员通过Google AI模型,新发现了两颗系外行星,分别称为Kepler-80 g和Kepler-90 i。
Credit:NASA

通过Google机器学习来寻找系外行星

Kepler-90系统中的行星与我们太阳系内行星的对比
Credit:NASA

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Kepler-90系统中行星的轨道与地球在太阳系中的轨道对比
Credit:NASA

其中Kepler-90 i距离我们约为2545光年,这是研究人员在一颗类太阳恒星Kepler-90周围发现的第八颗行星,Kepler-90这下和我们的太阳系一样拥有8颗行星,这8颗行星距离其恒星Kepler-90都很近,与我们太阳系相比,其最外层的行星轨道都要比我们地球距离太阳近。

通过Google机器学习来寻找系外行星

据估计,Kepler-90i表面的平均温度超过800华氏度。
Credit:NASA

新发现的行星Kepler-90i,轨道道公转周期约为14.4天,是一个炎热的岩石星球,其表面平均温度超过800华氏度,不可能有我们已知的生命形式存在。这颗行星是研究人员通过谷歌的机器学习,在NASA的开普勒望远镜数据中发现的。

寻找系外行星的新方法

寻找系外行星并不容易,因为和其恒星相比,系外行星又小,又暗,还很寒冷。就像是从几千英里外的探照灯旁边飞来一只萤火虫一样难以发现。借助于机器学习,科学家们最近取得了一些进展。

天体物理学家们寻找系外行星的一个主要方式是,通过自动化软件和人工分析,分析来自NASA开普勒太空望远镜大量的数据,开普勒太空望远镜4年时间来大约观测了20万颗恒星,每30分钟拍一张照片,收集了约140亿个数据点。这140亿个数据点转化为大约2万亿个可能的行星轨道,即使用最强大的计算机来进行分析,也是一个费力,耗时的过程,为了使这个过程更加高效,科学家们开始使用机器学习。

通过Google机器学习来寻找系外行星

凌星现象
Credit:NASA

由于系外行星距离我们太遥远而不能直接进行观测,开普勒望远镜通过凌星现象,测量一颗恒星的亮度变化,来寻找系外行星。

机器学习可以教授计算机进行模式识别,尤其对理解大量的数据很有用。关键的思想是让计算机通过例子学习,而不是用特定的规则进行编程。

这次的发现者之一是一名对太空感兴趣的Google AI研究员Chris Shallue,他使用了“20%时间”(Google 允许工程师以“20%时间”去从事个人感兴趣的非正式项目)与Andrew一起教会一台机器学习系统,如何识别遥远恒星周围的行星。Andrew是一名德州大学奥斯汀分校的天体物理学家。

他们使用超过15000 个标记的开普勒信号的数据集,创建了一个TensorFlow 模型(有关这个模型可自行Google)来区分行星与非行星。在测试时,该系统能准确地确定哪些信号是行星,哪些信号不是,准确率高达96%。

他俩这次缩小了搜寻范围,在已知的670颗恒星周围,发现了两颗行星Kepler 80g和Kepler 90i,这就是这次新闻发布中所述的两个新发现的行星。特别是在恒星系统Kepler-90中发现了其第八颗行星Kepler-90 i,这是除过我们太阳系外,首个知道的拥有8颗行星的系统。

参考一:https://www.blog.google/topics/machine-learning/hunting-planets-machine-learning/

参考二:https://www.nasa.gov/press-release/artificial-intelligence-nasa-data-used-to-discover-eighth-planet-circling-distant-star

参考三:https://nasa.tumblr.com/post/168542791629/researchers-just-found-for-the-first-time-an-8th


保护地球,探索宇宙,发现文明。