301 új exobolygót fedezett fel a mesterséges intelligencia

Háromszázegy új exobolygó létezését sikerült validálnia a NASA szuperszámítógépén futó ExoMiner nevű mesterséges intelligenciának. Így közel ötezerre, 4569-re nőtt az emberiség által felfedezett, Naprendszerünkön kívüli bolygók (extraszoláris bolygók, röviden exobolygók ) száma.

Az ExoMiner a NASA Pleiades szuperszámítógépén futó mély neurális hálózat (Deep Neural Network, röviden DNN), amely elegendő adat birtokában képes automata tanulásra. Az adatbázis, melyből dolgozik a Kepler űrtávcső missziói alatt gyűjtött több ezer csillagról készített felvételeket tartalmazza, melyek körül potenciálisan exobolygók is keringenek.

A Kepler felvételeit a NASA tudósai már korábban is elemezték mesterséges intelligencia segítségével, az ExoMiner ezekhez képest megbízhatóbb eredményekkel tud szolgálni, mivel pontosabban különbözteti a fals pozitív jeleket azoktól, melyek valódi bolygókat rejtenek. Tervezését olyan tesztek és módszerek ihlették, melyeket az emberi szakértők használnak arra, hogy megerősítsék az új exobolygók létezését. Egy exobolygó felfedezésekor az égitest validált státuszt kap, ha létezését kizárólag adatok alapján bizonyítani lehet; a megerősített státuszt akkor nyeri el, ha az űrügynökség által elfogadott öt technika valamelyikével is sikerül alátámasztani, hogy ott van, ahol az adatok szerint lennie kellene. A program utóbbiakat is képes elvégezni, de természetesen nem egyedül dolgozik, az emberek munkáját segíti és gyorsítja jelentős mértékben.

A most validált státuszt nyert 301 égitestet korábban a Kepler adataival dolgozó részleg bolygójelöltként tartotta számon, az ExoMiner pedig megerősítette a hipotéziseket.

A Kepler űrtávcső tranzitfotometriát használt, azaz az eszköz detektorai a csillagok fényességét mérték, átmeneti elhalványodásokat keresve. A távcső által rögzített adatokban az exobolygó-jelölteket a csillagok fénygörbéinek (a csillag fényességének ábrázolása az idő függvényében) kilengései alapján találják meg, a bolygó méretét szintén ez alapján számítják ki: minél nagyobb területet takar el a csillagból, mikor elhalad előtte, annál nagyobb a görbe kilengése, annál nagyobb a bolygó. Az exobolygók keringési pályájára és keringési sebességére is tesznek becsléseket az alapján, mennyi ideig tart az égitestnek elhaladnia a csillag előtt.

A gond azonban ezzel a módszerrel az, hogy nem minden esetben biztos, hogy a csillag körül keringő, a fénygörbe kilengését okozó bolygónak hitt objektum egyáltalán bolygó, hisz lehet például egy hold is. Ezeket a hibalehetőségeket szűri ki sikeresen az ExoMiner. A program fejlesztését végző csapat a programról a The Astrophysical Journal számára nyújtott be publikációt, melyet elfogadtak, jelenleg a tanulmány [.pdf] lektorálásra vár.

Hamed Valizadegan, az ExoMiner projekt vezetője bízik benne, hogy a most kifejlesztett módszerrel a jövőben más tranzitfotometriát használó küldetések során is alkalmazhatják exobolygók utáni kutatásban. Ilyen lehet a NASA TESS-missziója (Transiting Exoplanet Survey Satellite), vagy az ESA 2026-ban elindítani tervezett PLATO-ja (PLAnetary Transit and Oscillations of stars).

A Kepler űrteleszkópot 2009. március 7-én indították el a Kennedy űrközpontból, 2013-tól kezdődően korlátozott üzemmódban működött a Nap-körüli pályáján. A NASA 2018. október 30-án jelentette be, hogy végleg leállították, mert az eszköz már egyáltalán nem tudott adatokat küldeni vagy fogadni.

(Borítókép: NASA / JPL-Caltech / R. Hurt IPAC)