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“开普勒”发现八行星星系
2017-12-18 阅读次数:

  我们的太阳系现在与一颗由多颗行星环绕的恒星联系在一起——美国科学家12月15日报告说,他们最近发现有第八颗行星环绕一颗名为开普勒-90的恒星运行,后者是一颗与太阳类似的恒星,距离地球约2545光年。这些系外行星是从美国宇航局(NASA)的开普勒太空望远镜的数据中被发现的。这一发现使太阳系不再是唯一的八行星星系,开普勒-90与太阳系并列成为行星数量最多的星系。
  其中新发现的开普勒-90i是一颗炽热的岩石行星,它每隔14.4天环绕它的恒星运行一次,它是通过谷歌的机器学习发现的。机器学习是一种让计算机“学习”的人工智能方法。在这种情况下,计算机学会了在开普勒的数据中发现行星。
  “正如我们所预期的那样,在我们存档的开普勒数据中,有一些令人兴奋的发现,正等待着合适的工具或技术来发掘它们。”Paul Hertz说。他是华盛顿州NASA天体物理学部门的主任。“这一发现表明,我们的数据将成为未来数年创新研究人员的宝库。”
  研究人员介绍说,他们首先利用1.5万个开普勒信号训练机器学习识别系外行星,在机器学习“学会”后将它应用于670个此前已用其他方法找过行星的星系。这些星系都拥有多个行星,并被认为能找到更多行星。
  结果不出所料,机器学习人工智能技术在开普勒-90星系发现了被“遗漏”的第八颗行星,它比地球大30%左右,每14.4天围绕恒星旋转一圈,由于距离恒星太近,其表面温度高达427摄氏度,与太阳系中的水星类似。该星系最外层的行星是一颗木星大小的气体巨行星,公转时间为331.6天,与地球类似。
  Hertz说:“今天,开普勒证实恒星可以拥有大量行星,就像我们的太阳系一样。”
  “开普勒-90恒星系统就像我们太阳系的一个迷你版。它的内部有小的行星,外围有大的行星,但所有的天体都在更近的距离内。”得克萨斯大学奥斯汀分校的天文学家Andrew Vanderburg说。他是NASA的一名博士后研究员,也是机器学习的开发者之一。研究人员认为这个星系拥有生命的可能性不大。
  “在业余时间里,我尝试在谷歌上搜索‘用大数据集寻找系外行星’,并发现了开普勒任务和巨大的数据集。”机器学习的开发者之一、谷歌人工智能研究团队高级软件工程师Christopher Shallue说,“当人类无法自己搜索太多数据时,机器学习的机会便来了。”
  “我们有很多误报的系外行星,但也有更多可能的真正的行星。”Vanderburg说,“这就像在岩石中寻找宝石一样。如果你有一个更细的筛子,那你就能捕捉到更多的岩石,也可能会捕捉到更多的宝石。”
  “这些结果证明了开普勒任务的持久价值。”Jessie Dotson说。他是位于加州的NASA艾姆斯研究中心的开普勒项目科学家。“研究数据的新方法——比如应用机器学习算法的早期研究——有望继续在我们对其他恒星周围行星系统的理解上取得重大进展。我相信,在等待人们挖掘的数据中还有更多的第一次。”
  开普勒空间望远镜是世界首个用于探测太阳系外类地行星的飞行器,于2009年3月6日从佛罗里达州卡纳维拉尔角空军基地发射升空,它是NASA发射的首颗类地行星探测器。在为期至少3年半的任务期内,开普勒空间望远镜对天鹅座和天琴座中大约10万个恒星系统展开观测,以寻找类地行星和生命存在的迹象。
  开普勒空间望远镜最初被设计用来观测太空中的一片区域,并通过凌日现象寻找这些系外行星。在发射升空后,该望远镜取得了巨大的成功。然而在2012年——该项目运行3年时,开普勒空间望远镜4个反作用轮(用于使望远镜指向观测目标)中的1个发生了故障。而当又有一个反作用轮于2013年失效后,一切似乎都已无法挽回。但是开普勒空间望远镜的地面控制人员想出了一个聪明的办法,使得飞行器能够利用剩下的两个反作用轮、卫星的推进器以及太阳光子的压力继续工作。
  2014年,NASA批准开普勒空间望远镜开展K2任务,以“半残”的身躯继续寻找遥远的行星。如今的开普勒空间望远镜不再能够稳定地瞄准最初的目标,转而沿着太阳系行星运行的一个平面缓慢地划过天际。NASA重新安排了开普勒空间望远镜的任务,科学家提出用它来寻找围绕那些更小、更近却也更亮的恒星运转的系外行星。

 

 

文章来源:中国科学报
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