Για πολλά φεστιβάλ, η NASA μόλις ανακοίνωσε την ανακάλυψη ενός νέου βραχώδους πλανήτη, Kepler-90i. Σε τροχιά γύρω από ένα αστέρι περίπου 2.545 έτη φωτός μακριά, ο νέος πλανήτης είναι περίπου 1, 3 φορές μεγαλύτερο από το μέγεθος της Γης και φουσκώνει ζεστό γύρω στους 800 βαθμούς Φαρενάιτ. Το εύρημα είναι μοναδικό για μερικούς λόγους: Για ένα, ο Kepler-90i είναι ο όγδοος πλανήτης στο προηγουμένως ανακαλυφθέν ηλιακό σύστημα Kepler-90, καθιστώντας αυτό το απομακρυσμένο σύστημα τη μόνη οικογένεια εξωπλανήτων με όσους πλανήτες είναι δικό μας.
Αλλά ίσως πιο εντυπωσιακό είναι το πώς οι ερευνητές βρήκαν τον πλανήτη: χρησιμοποιώντας ένα τεχνητό νευρωνικό δίκτυο που αναπτύχθηκε από την Google. Η βασική ιδέα πίσω από τα νευρωνικά δίκτυα είναι ότι, αντί να προγραμματίζουν συγκεκριμένους κανόνες σε έναν υπολογιστή, οι ερευνητές τροφοδοτούν αυτόν τον υπολογιστή με ένα μεγάλο σύνολο δεδομένων και το σύστημα αναπτύσσει τον δικό του τρόπο για να ολοκληρώσει το συγκεκριμένο έργο. Τα επίπεδα των "νευρώνων" υπολογιστών πραγματοποιούν το καθένα απλούς υπολογισμούς, περνώντας την έξοδο σε ένα άλλο στρώμα, λέει ο Chris Shallue, μηχανικός λογισμικού της Google που ειδικεύεται σε νευρωνικά δίκτυα, σε συνέντευξη Τύπου.
Τέτοια συστήματα έχουν προηγουμένως χρησιμοποιηθεί για να μεταφράσουν μεταξύ των γλωσσών, να προσδιορίσουν τους όγκους του καρκίνου του μαστού ή ακόμη και να αναγνωρίσουν τους φιλάθλους έναντι των μη καυτών. "Η ιδέα μας ήταν να μετατρέψουμε αυτήν την τεχνική στον ουρανό και να διδάξουμε ένα σύστημα εκμάθησης μηχανών πώς να εντοπίζουμε τους πλανήτες γύρω από τα μακριά αστέρια", λέει ο Shallue. Τα αποτελέσματα της ομάδας του έγιναν δεκτά για δημοσίευση στο The Astronomical Journal.
Η ανακάλυψη του Kepler-90i σηματοδοτεί το πρώτο γνωστό ηλιακό σύστημα οκτώ πλανητών εκτός από το δικό μας - και μπορεί να υπάρχουν πολλά άλλα. (NASA / Wendy Stenzel) Για να χρησιμοποιήσουν αυτό το είδος συστήματος για το κυνήγι των εξωπλανητών, οι ερευνητές στράφηκαν στην τεράστια βάση δεδομένων των πλανητικών υποψηφίων που έχει συγκεντρώσει το διαστημικό τηλεσκόπιο Kepler από την έναρξή του το 2009. Ο Kepler έχει παρακολουθήσει τη φωτεινότητα των περίπου 200.000 αστεριών, το αποκαλυπτικό σημάδι ενός πλανήτη σε τροχιά. Οι ερευνητές ή οι επιστήμονες πολίτες στη συνέχεια ταξινομούν τα δεδομένα αυτά με το χέρι (μερικές φορές με τη βοήθεια στατιστικών τεχνικών) για τον εντοπισμό των πιθανότερων πλανητικών υποψηφίων.
Είναι μια εξαντλητική και χρονοβόρα διαδικασία: Από τα περίπου 35.000 σήματα πιθανών εξωπλανήτων που περιστρέφονται γύρω από το ηλιακό μας σύστημα, οι ερευνητές επιβεβαίωσαν μέχρι στιγμής 2.525 εξωπλανήτες: "Αυτή η διαδικασία είναι σαν να ψάχνεις για βελόνες σε άχυρα", λέει ο Shallue.
Προκειμένου να μειωθούν οι πιθανοί υποψήφιοι, οι επιστήμονες επικεντρώνονται κατά κύριο λόγο στις μεγαλύτερες απώλειες από τα αστέρια, οι οποίες σημαίνουν τους πιό πιθανολογικούς πλανητικούς υποψηφίους. Έτσι, ο Shallue και η ομάδα της NASA μεταμόρφωσαν ένα νευρωνικό δίκτυο στις πιο μικρές βροχοπτώσεις, κυνηγώντας πλανήτες στα δεδομένα.
Οι ερευνητές τροφοδοτούσαν για πρώτη φορά το σύστημα γύρω στα 15.000 αστέρια Kepler με ήδη επισημασμένους σε τροχιά πλανήτες. Στη συνέχεια έδωσε τα δεδομένα του νευρικού δικτύου από 670 αστέρια που ήταν υποψήφια για την αναζήτηση συστημάτων πολλαπλών πλανητών. Η ανάλυση έδειξε δύο νέες εξωπλανήτες: το Kepler-90i και το Kepler-80g, το οποίο είναι ο 6ος πλανήτης στο σύστημά του. Στατιστικά, λέει ο Vanderburg, υπάρχει μόνο μία στις 10.000 πιθανότητες ότι πρόκειται για ψευδώς θετικά.
Το νευρωνικό δίκτυο ήταν σε θέση να βρει αυτές τις βελόνες στο άχυρο πολύ πιο γρήγορα και αποτελεσματικά από ότι θα είχαν οι άνθρωποι, λέει ο Shallue. "Αυτή είναι μια πραγματικά ισχυρή τεχνική", τονίζει ο Courtney Dressing, ένας αστρονόμος στο Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνια στο Μπέρκλεϊ, ο οποίος δεν συμμετείχε στη μελέτη. "Και θα μπορούσαν να πάρουν αυτό και να το εφαρμόσουν σε περισσότερα αστέρια και ίσως να βρουν και περισσότερους πλανήτες."
Η νέα τεχνική αυξάνει επίσης την πιθανότητα ότι τα συστήματα με οκτώ ή και περισσότερους πλανήτες δεν είναι τόσο περίεργα μετά από όλα. "Στο ηλιακό μας σύστημα γνωρίζουμε ότι έχουμε οκτώ πλανήτες επειδή είμαστε στο σύστημα, μπορούμε να δούμε όλους τους πλανήτες", λέει ο Dressing. Αλλά αν πήρατε ένα σύστημα ακριβώς όπως το δικό μας και το τοποθετήσαμε 30 έτη φωτός μακριά, τι θα δούμε από τη Γη; Πιθανότατα θα δούμε τον τεράστιο γίγαντα του φυσικού αερίου Δία μας και ενδεχομένως τη Γη, λέει ο Ντύσιμο. "Αλλά πιθανότατα δεν θα ήξερα κανείς για τους άλλους πλανήτες", λέει.
Ακόμη και το Kepler-90 μπορεί να φιλοξενεί περισσότερα τροχιές, λέει ο Andrew Vanderburg, μεταδιδακτορικός συνεργάτης του Πανεπιστημίου του Τέξας, ο οποίος είναι συγγραφέας της νέας μελέτης. "Θα ήταν σχεδόν εκπληκτικό για μένα αν δεν υπήρχαν άλλοι πλανήτες γύρω από αυτό το αστέρι", λέει, σημειώνοντας ότι ο πλανήτης έχει μια μεγάλη περιοχή γύρω από αυτό που οι ερευνητές δεν έχουν ακόμη εξετάσει.
Οι ερευνητές ελπίζουν να βελτιώσουν περαιτέρω το σύστημα AI τους για να βελτιώσουν την ικανότητά τους να εντοπίζουν ψευδώς θετικά και να πειράζουν μέσα από την πολυπλοκότητα των δεδομένων Kepler. Σχεδιάζουν επίσης να εκμεταλλευτούν περισσότερες από τις συμπληρωματικές πληροφορίες που συλλέγει ο Kepler για τα αστέρια, εξηγεί ο Dressing.
Η ιδέα αυτής της αφθονίας του πλανήτη είναι συναρπαστική για μερικούς λόγους, λέει ο Dressing. Για ένα, αυτό σημαίνει ότι υπάρχουν μόνο περισσότεροι τόποι στον γαλαξία μας όπου η ζωή θα μπορούσε να εξελιχθεί. Αλλά θα μπορούσε επίσης να "αλλάξει την εικόνα μας για το πώς σχηματίζονται οι πλανήτες στην πρώτη θέση", προσθέτει.
Η νέα μελέτη θα μπορούσε επίσης να αποτελέσει την αρχή μιας έγκαιρης συνεργασίας. Ο Δορυφόρος Survey Survey Exoplanet πρόκειται να τεθεί σε λειτουργία το Μάρτιο του 2018 για να παρακολουθήσει τα κοντινά αστέρια για το κυνήγι γύρω από τα σώματα. "Αυτό το σύνολο δεδομένων θα είναι τόσο μεγάλο, ότι εάν είμαστε σε θέση να χρησιμοποιήσουμε τα εξελιγμένα υπολογιστικά εργαλεία και τα νευρωνικά δίκτυα για να ταξινομήσουμε τους πλανήτες, θα προχωρήσουμε πολύ περισσότερο στο να χαρακτηρίζουμε πλανήτες απ 'ό, τι θα είχαμε αν βασιζόμαστε σε ανθρώπινα μάτια [μόνο] ], "Λέει η Dressing. Για εκείνη, αυτό το νεότερο εύρημα" υπογραμμίζει το πλεονέκτημα της συγκέντρωσης ανθρώπων από διαφορετικές ομάδες δεξιοτήτων για να εξετάσουμε ένα νέο πρόβλημα. "
