Автор: София Чен
Кольца Сатурна безусловно хороши, а «путешествие» Мэтта Деймона на Марс великолепно, но наша солнечная система с восемью планетами может быть не такой особенной. Сегодня учёные, использующие данные космического аппарата NASA Kepler, объявили, что обнаружили восьмую планету, вращающуюся вокруг звезды на расстоянии 2500 световых лет. Они назвали планету Kepler-90i ведь она обнаружена на орбите звезды Kepler-90, которая немного более горячая и массивная, чем наше солнце. «Это открытие восьмой планеты на орбите Кеплера-90 – прямая аналогия с нашей собственной солнечной системой» — заявил астрофизик НАСА Пол Герц во время пресс-конференции, посвящённой открытию.
Исследователи обнаружили экзопланету путём анализа большого массива данных прибора Кеплера, называемого фотометром, машины, которая измеряет яркость звёзд. Между 2009 и 2013 годами Кеплер фотографировал 200 000 звезд каждые полчаса, около 10 пикселей на картинку. Если звезда тускнеет и светлее в повторяющемся цикле, это может означать, что планета вращается вокруг неё. И в зависимости от того, с какой скоростью она тускнеет и как быстро светлеет, вы можете получить информацию о длине орбиты и размере планеты.
Но успех изучения Кеплер-90i не просто в наблюдении. Секрет успеха — нейронная сеть, обученная идентифицировать экзопланеты, программное обеспечение для этого разработано астрономом Остином Эндрю Вандербурге из Техасского университета и разработчиком программного обеспечения Google Кристофером Шалье.
Математик по образованию, Шалье никогда не работал в астрономии, но читал «Человеческую Вселенную» Брайана Кокса. «Одна вещь, упомянутая в книге, заключалась в том, что в астрономии наша способность собирать данные растёт гораздо быстрее, чем наша способность вручную их анализировать» — рассказывает учёный.
Фактически, всего несколько лет назад астрономы, ищущие экзопланеты, сортировали данные Кеплера вручную. У аппарата процесс частично автоматизирован и позволял отфильтровывать очевидные снимки, но в конечном итоге астрономам приходилось переносить оставшиеся данные на свой компьютер и решать, есть ли что-то интересное. Автоматизированный процесс не мог даже отличить экзопланету от орбитальных двойных звёзд.
«Требовалось до получаса, чтобы полностью проверить один из сигналов» — рассказывает астроном Сьюзан Муллалли из Института космических телескопов, который помог разработать алгоритмы сортировки Кеплера, которые предшествовали нейронной сети Шалье и Вандербурга. Когда Муллалли работал над данными Кеплера, автоматизированная программа выдавала 32000 потенциальных экзопланет, из которых 4000 в конечном итоге получили подтверждение благодаря использованию алгоритмов Муллалли. «Никто из астрономов не будет изучать 32 000 сигналов», — говорит она.
Шалье высказал предположение, что тут могутт пригодиться технологии машинного обучения. Он написал письмо Вандербургу с идеей. «Я нашел его имя, просто поискав в Google людей, которые открывали экзопланеты» — говорит учёный.
Они разработали нейронную сеть, аналогичную той, которая может автоматически пометить вашу собаку на фотографии, и «накормили» её 15 000 подтверждённых астрономами сигналами экзопланет. Потребовалось две недели, чтобы загрузить все учебные данные с сайта НАСА. «Набор данных был слишком велик, чтобы уместиться в моем настольном компьютере, поэтому мне пришлось периодически загружать части набора данных в облако и удалять ту часть, которую я загрузил» — рассказывает Шалье. Затем они поставили перед нейронной сетью задачу поиска экзопланет.
Затем они решили более внимательно изучить 670 звёзд с известными экзопланетами, которые другие исследователи уже анализировали, ища более слабые сигналы, которые другие могли пропустить. И вот как они нашли систему Кеплер-90i.
Новая экзопланета является самой маленькой в своей солнечной системе и, как и Земля, третьей от звезды. В то время как поверхность её является скалистой, температура на ней – 451 градус по Фаренгейту, сравнима с температурой Меркурия. Исследователи Кеплера нашли ещё семь экзопланет в системе ещё в 2013 году. Восемь планет имеют более вытянутую орбиту вокруг своей звезды, чем в нашей солнечной системе.
Вандербург и Шалье будут продолжать совершенствовать нейронную сеть в поисках экзопланет. Вандербург считает, что, когда они используют больше данных Кеплера, то найдут больше солнечных систем сопоставимого размера. «Когда я думаю об этом, я начинаю задумываться, действительно ли система с восемью планетами, подобная нашей, является необычной?» — рассказали учёные на пресс-конференции. Изучив данные 200 000 звёзд мы наверняка найдём более значительное подтверждения нашей ничтожности.
Оригинал: Wired