Google AI 与 NASA 携手合作!发现「迷你太阳系

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Google AI 与 NASA 携手合作!发现「迷你太阳系

千百年来,人类从未停止过对星辰宇宙的思考和探索,受限于技术,我们对外太空的认识还极为有限。人工智能技术的迅猛发展或许将加速这一进程。

12/15 日,美国 NASA 对外举行新闻发布会,正式宣布在一个恆星周围发现了由 8 颗行星组成的行星系统。这一发现背后的功臣正是 Google 公司的机器学习技术。

由于人口大爆炸和地球环境持续恶化,人类寻找与地球和太阳系类似的外太空系统作为第二家园的心情日益迫切。这种焦虑感在近些年的一系列科幻影视作品得到了强烈的呈现。

在此之前,太阳系一直是围绕单个恆星已知行星数量最多天体系统,有多达 8 颗行星围绕太阳运行。但 15 日凌晨的发布会上,科学家宣布在 2545 光年外有一个名为「克卜勒 90」(Kepler-90)的恆星,它周围有着同样数量的行星运转。

Google AI 与 NASA 携手合作!发现「迷你太阳系

利用美国 NASA 克卜勒望远镜获得的数据,天文学家近期发现了这个系统中隐藏的第八个行星。这颗行星名为 Kepler-90i,是一颗小质量的岩石行星,由于距离恆星很近,公转週期仅为大约 14.4 天,可以想像其地表温度极高。

Google AI 与 NASA 携手合作!发现「迷你太阳系

相比克卜勒 90 系统,其他行星系统或许在孕育生命方面会更加有优势。雷锋网了解到,此次发现的新的系外行星 Kepler-90i 比地球大约大出 30%,它距离恆星很近,其地表温度据估算可以达到 800K 以上(约合 526 摄氏度)以上。而最外侧的行星 Kepler-90h 围绕恆星公转的轨道距离则与地球接近。

美国 NASA 的克卜勒望远镜会记录系外行星从恆星前方经过导致的恆星亮度轻微下降现象,这种亮度下降信号可以让科学家们间接推算出行星的存在,以及这颗行星的很多物理性质。

当数据又大又多,AI 就派上了用场!

克卜勒望远镜在长达 4 年的运行时间里收集了 3.5 万个可能的行星信号。科学家们运用自动化分析技术配合人工核对,对所有疑似信号进行判读。但在最微弱的信号面前,这样的分析方法常常会将它们遗漏掉。

于是,Google 公司下属「Google 人工智能」(Google AI)的高级软件工程师克里斯托佛·沙律和美国 NASA 萨根博士后研究员范德伯格想到了利用神经网络技术对克卜勒望远镜的数据进行分析。

沙律表示:「在我的业余时间,我开始在网络上检索诸如『运用大数据搜寻系外行星』之类的话题,然后很快注意到克卜勒望远镜项目和对外公开发布的海量数据。」

他说:「当数据太多,人工分析难以招架时,机器学习技术的用武之地就来了。」

据雷锋网了解,他们使用此前已经经过筛选的 1.5 万个信号案例来训练一个计算机神经系统网络,让它学会去识别克卜勒望远镜数据集中的行星掩星信号。在这一训练测试中,人工智能对于真实系外行星信号和假信号的判断正确率达到了 96% 以上。

随后,当计算机系统已经学会了如何识别掩星信号之后,研究小组开始尝试让计算机去对那些在周围已经发现有行星存在的 670 颗恆星的数据再次进行分析筛查,科学家们认为这些已经被证明存在行星系统的恆星周围是最有可能存在「漏网之鱼」的地方,或许还有其他行星信号此前未能被注意到。

范德伯格表示:「我们发现了很多『假阳性』信号,但其中也可能隐藏着真实的信号。这就像翻遍各种小石块,寻找真真的宝石的过程。如果你的筛子更好,你当然会捞到更多的石块,但与此同时你捞到宝石的可能性也在增加。」

最终,该神经网络在已经被归档的数据中发现了一个此前在进行人工分析时被忽略的微弱异常信号,最终证明这是天龙座方向上,恆星克卜勒-90 周围存在的第八颗行星。

Kepler-90i 并非这一神经网络系统找到的唯一宝石。在克卜勒 80 系统中,他们还找到了这一系统内的第六颗行星。这颗编号为 Kepler-80g 的系外行星大小与地球类似,它和与它同属一个行星系统的另外 4 颗行星处于一个共振系统内。这样将造就一个极为稳定的系统,类似之前引发轰动的,拥有 7 颗行星的 TRAPPIST-1 系统。

有关这些发现的相关论文已经被《天文学杂誌》接受并将在近期出版。沙律和范德伯格下一步计划让人工智能係统对整个克卜勒望远镜的全部数据进行筛选分析,届时计算机将对超过 15 万颗恆星的亮度数据进行筛查。

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