14 грудня розпочалась конференція NASA, на якій фахівці дослідницького центру Годдарда, команда космічного телескопа «Кеплер» і розробники штучного інтелекту Google розповіли про нові екзопланети, відкриті за допомогою штучного інтелекту.
Навколо зірки Kepler-90 на відстані 2 545 світлових років від Землі обертається вісім планет – стільки ж, скільки в Сонячній системі; восьма і найдальша від зірки, Kepler-90i, – гаряча кам’яниста планета з періодом обертання навколо зірки 14,4 дні – була виявлена не людьми, а алгоритмом машинного навчання Google, що аналізував зібрану «Кеплером» фотометрію.
Космічний телескоп «Кеплер» вимірює світність зірок на невеликій ділянці зоряного неба і виявляє екзопланети за періодичними змінами світності, що виникають коли планети проходять по диску своїх зірок. За роки роботи (телескоп був запущений в 2009 році, поточна, друга місія почалася в 2014 р) «Кеплер» накопичив величезний масив даних.
Розробник ШІ Google Крістофер Шаллоу (Christopher Shallue) і астроном Ендрю Вандербург (Andrew Vanderburg) пропустили через алгоритм машинного навчання раніше оброблені вручну дані «Кеплера» і виявили восьму планету в системі зірки Kepler-90 в сузір’ї Дракона, сім планет якої вже були відомі. Повторний аналіз світності Kepler-90 виявив ще один слабкий сигнал, який свідчить про присутність восьмої планети, і дозволив оцінити її розміри і фізичні характеристики.
Планета, що отримала назву Kepler-90i, схожа на Меркурій: вона невелика і кам’яниста, розташована ближче інших планет до своєї зірки і тому розпечена; температура на її поверхні, за розрахунками фахівців, перевищує 400 градусів за Цельсієм.
Орбіти інших її планет-сусідів розташовані дуже близько одна до одної, орбіта останньої з них, Kepler-90h, віддалена від зірки на відстань, приблизно рівну відстані від Сонця до Землі. На конференції Вандербург назвав Kepler-90 міні-версією Сонячної системи: у ній також є невеликі кам’янисті планети і газові гіганти, але їх орбіти розташовані дуже близько як одна до одної, та і до зірки.
Ідея використовувати ШІ для пошуку екзопланет прийшла до програміста Шаллоу, коли він дізнався, що сучасна астрономія накопичила масив даних, що занадто великий для ручної обробки. «У вільний від роботи час я гуглив “пошук екзопланет з великим масивом даних” і наткнувся на місію “Кеплер”», – розповів Шаллоу на прес-конференції. За останні чотири роки роботи телескоп виявив 35 тисяч сигналів, які потенційно можуть означати наявність екзопланет. Найбільш багатообіцяючі з них виявляються і верифікуються за допомогою спеціалізованого ПЗ і вручну, але обидва ці способи іноді пропускають найслабші патерни – такі, як той, що виявив ШІ в світності зірки Kepler-90.
Спочатку Шаль і Вандербург «натренували» алгоритм на 15 тисячах раніше оброблених сигналів з каталогу «Кеплера»; до кінця сесії нейромережа вірно визначала сигнали, які говорять про присутність екзопланет, в 96% випадків. Потім в нейромережу завантажили дані про світності 670 зірок, навколо яких раніше вже знайшли екзопланети. Вчені розраховували на те, що алгоритм виявить слабкі і тому пропущені людьми сигнали. Нейромережа неодноразово робила помилкові висновки, вважаючи за екзопланети випадкові сигнали і шуми, але деякі з її результатів виявилися цілком переконливими: в системі зірки Kepler-80 вона виявила шосту планету, що знаходиться в ритмічному орбітальному резонансі з чотирма іншими, а в системі Kepler-90 нейромережа підтвердила існування восьмої планети.
Тепер Шаль і Вандербург планують обробити за допомогою ШІ повний архів даних «Кеплера», що містить вимірювання яскравості більше 150 тисяч зірок.
Стаття з описом відкриттів, зроблених за допомогою ШІ на основі даних «Кеплера», готується до публікації в журналі The Astronomical Journal.
