مهم کشف هشت سیاره به دور ستاره‌ای با استفاده از هوش مصنوعی

این سیستم سیاره‌ای که از نظر تعداد سیارات مشابه سیستم خورشیدی ما است با استفاده از یادگیری ماشینی گوگل کشف شد. این ۸ سیاره به دور ستاره خورشید مانند کپلر-90 می‌گردند که در فاصله ۲۵۴۵ سال نوری از ما قرار دارد. سیاره کپلر-90i که به تازگی کشف شده، یک سیاره بسیار داغ و سنگی است که هر ۱۴.۴ روز یک بار به دور ستاره خود می چرخد. این سیاره با استفاده از یادگیری ماشینی گوگل کشف شده است و در این سیستم هوش مصنوعی پس از یادگیری، داده‌های کپلر از سیستمی فراتر از سیستم خورشیدی ما را بررسی می‌کند . 

پاول هرتز (Paul Hertz) از تیم اخترفیزیک ناسا گفت: «ما انتظار داشتیم که در میان داده‌های کپلر کشف‌هایی وجود داشته باشد که برای شناسایی نیاز به تکنولوژی و ابزار مناسب دارد. این کشف نشان داد که با ابداع دانشمندان می‌توان از گنجینه داده‌های کپلر استفاده‌ کرد.»

این کشف زمانی ممکن شد که کریستوفر شالو (Christopher Shallue) و اندرو وندربورگ ( Andrew Vanderburg) به کامپیوترها یاد دادند تا داده‌های نوری جمع آوری شده توسط کپلر را بررسی کنند. این داده‌های نوری تغییر نور ستاره را در زمان عبور سیاره‌ای از مقابل آن نشان می‌دهد. با الهام از شبکه عصبی مغز انسان، این شبکه عصبی مصنوعی، سیگنال‌های ضعیف را در داده‌های کپلر پیدا کرد و در نتیجه هشتمین سیاره از سیستم سیاره‌ای کپلر-90 پیدا شد. پیش تر هفت سیاره از این سیستم کشف شده بودند و سیگنال هشتمین سیاره بسیار ضعیف بود. 

قبلا شبکه عصبی مصنوعی برای داده‌های کپلر استفاده شده بود، اما این کشف نشان داد که شبکه عصبی ابزار مهمی برای یافتن سیگنال‌های ضعیف در جهان‌های دور است. 

سیستم‌های سیاره‌ای دیگر بیش از سیستم کپلر-90 احتمال میزبانی از حیات را دارند. پس این سیستم از نظر وجود حیات اهمیت ندارد. سیاره کپلر-90i که به تازگی کشف شده، سی درصد بزرگتر از زمین است و با توجه به فاصله نزدیک با ستاره‌‌اش، دمای سطحی آن حدود ۸۰۰ درجه فارنهایت است. دورترین سیاره این سیستم، یعنی کپلر-90h با ستاره خود در فاصله مشابه زمین تا خورشید قرار دارد.

 واندربورگ از دانشگاه تگزاس گفت: «کپلر-90  نسخه کوچک سیستم خورشیدی ما است. سیارات کوچک در داخل و سیارات بزرگ در خارج قرار دارند، اما همه چیز بسیار نزدیک به هم است.»

کپلر-۹۰ سیستمی مشابه با سیستم خورشیدی ما اما در مقیاس کوچک تر است. سیاره کپلر-90i که به تازگی کشف شد، سیاره‌ای داغ است. اما سیارات خارجی تر سرد تر هستند. کپلر-90h تقریبا هم اندازه زمین است. 

دورترین سیاره در سیستم کپلر-۹۰ با ستاره خود در فاصله مشابه زمین تا خورشید قرار دارد. 

شالو ( Shallue) یک مهندس ارشد نرم‌افزار در تیم تحقیقاتی گوگل AI، ایده اعمال شبکه عصبی بر داده‌های کپلر را داد. او پس از یادگیری نجوم، به کشف سیارات فراخورشیدی علاقمند شد. شالو گفت: «من در اوقات فراغت درباره کشف سیارات فراخورشیدی با استفاده از مجموعه ای از داده‌ها جستجو کردم و با ماموریت کپلر و مجموعه‌ عظیمی از داده‌های در دسترس روبه‌رو شدم. یادگیری ماشینی زمانی کاربرد دارد که با مجموعه داده‌های زیادی روبه‌رو می‌شویم که انسان توانایی جستجو در آنها را ندارد.»

ابتدا شبکه عصبی برای شناسایی ۱۵۰۰۰سیگنال از فهرست سیارات فراخورشیدی کپلر آموزش داد شد. در مجموعه مورد آزمایش شبکه عصبی سیارات واقعی و کذب را به درستی تشخیص داد. پس از یادگیری الگوی گذر برای سیارات فراخورشیدی توسط شبکه عصبی، محققان مدل را برای بررسی سیگنال‌های ضعیف‌تر 670 سیستم‌ سیاره‌ای که چندین سیاره آنها شناخته شده بود استفاده کردند. فرض آنها این بود که سیستم‌های چند سیاره‌ای بهترین مکان برای جستجوی سیارات فراخورشیدی هستند. 

کپلر-90i تنها جواهری نیست که در غربال داده‌ها با استفاده از شبکه عصبی کشف شده است. آنها در سیستم کپلر-80 نیز سیاره ششمی را کشف کرده‌اند. این سیاره جدید که کپلر-80g نام گرفته تقریبا هم اندازه زمین است و با چهار سیاره همسایه اش در زنجیره رزونانسی (تشدید) قرار دارد؛ جایی که سیارات در اثر گرانش متقابلشان در یک رقص مداری ریتمیک قفل شده‌اند. در نتیجه این یک سیستم بسیار پایدار مشابه با سیستم هفت سیاره ای TRAPPIST-1 است. 

شکل تعداد سیستم‌ها با یک، دو، سه و ... سیاره را نشان می‌دهد. هر نقطه نشان دهنده یک سیستم سیاره‌ای است. ما تا امروز بیش از ۲۰۰۰ سیستم سیاره‌ای با یک سیاره را کشف کرده‌ایم و سیستم‌های کمتری با سیارات زیاد را دیده‌ایم. کشف سیستم کپلر-90 نشان می‌دهد که احتمالا تعداد بیشتری سیستم‌ با سیارات زیاد کشف خواهد شد.

 واندربورگ و شالو برنامه ریزی کرده‌اند که شبکه عصبی را برای مجموعه ۱۵۰۰۰۰ ستاره اعمال کنند. 

جسی داتسون (Jessie Dotson) دانشمند پروژه کپلر گفت: «این نتایج نشان دهنده اهمیت و ارزش پایداری ماموریت کپلر است. روش جدید برای نگاه کردن به داده‌ها این وعده را می‌دهد که پیشرفت ما در درک سیستم‌های سیاره‌ای دیگر ادامه خواهد داشت. من اطمینان دارم که داده‌های بیشتری منتظر هستند تا کشف بشوند.»