بیگ بنگ: دانشمندان ناسا دقایقی پیش در کنفرانس خبری خود اعلام کردند که سیاره بیگانه Kepler-90i را کشف کردند. این سیاره هشتمین سیاره در یک منظومۀ ستاره‌ای است که با استفاده از تحلیل داده‌های تلسکوپ فضایی کپلر توسط هوش مصنوعی گوگل کشف شد؛ این سیاره به دور ستاره کپلر-90 می چرخد که یک ستارۀ خورشید مانند است و 2545 سال نوری با زمین فاصله دارد.

به گزارش بیگ بنگ، کپلر-90i – یک سیارۀ داغ و سنگی که هر 14.4 روز یکبار به دور ستاره‌اش می چرخد – با استفاده از یادگیری ماشینی از گوگل کشف شد. یادگیری ماشینی یک رویکرد در هوش مصنوعی است که در آن، کامپیوترها «یاد می گیرند». در این نمونه، کامپیوترها یاد گرفتند سیارات را با پیدا کردن نمونه‌های داده کپلر شناسایی کنند. پائول هرتز، رئیس بخش اخترفیزیک در واشنگتن گفت: «درست همانطور که انتظار داشتیم، کشفیات هیجان‌انگیزی در داده‌های آرشیوی کپلر وجود داشته که برای کشف آنها به ابزار یا تکنولوژی‌های درستی نیاز داشتیم. این یافته نشان می‌دهد که داده‌های ما گنجینه‌ای برای محققان نوآور در سالهای آتی است.»

این کشف زمانی انجام شد که محققان کریستوفر شالو و اندرو وندربرگ به یک کامپیوتر آموزش دادند تا سیارات فراخورشیدی را با توجه به خوانش‌های ثبت شده توسط کپلر شناسایی کند – تغییر ناچیز در روشنایی زمانی که یک سیاره از جلوی یک ستاره عبور می کند. این «شبکه عصبی» هوش مصنوعی که از طریق اتصال نورون‌ها در مغز انسان الهام گرفته، داده‌های کپلر را غربال کرده و سیگنال‌های ضعیف عبور سیاره از مقابل ستاره‌اش را از هشتمین سیارۀ گمشده که به دور کپلر-90 در صورت فلکی اژدها در حال چرخش بود، پیدا کرد. درحالیکه یادگیری ماشینی قبلأ در جستجوهای پایگاه دادۀ کپلر بکار رفته بود، این جستجو ثابت می‌کند که شبکه‌های عصبی یک ابزار امیدوار کننده در یافتن سیگنال‌های ضعیف از سیارات دوردست هستند. در ویدئوی زیر می توانید مشخصات این سامانه ستاره‌ای و سیاره تازه کشف شدۀ آن را مشاهده کنید:

سامانه‌های سیاره‌ای دیگر در مقایسه با کپلر-90 احتمالأ شانس بیشتری برای حیات دارند. کپلر-90i که تقریبأ 30 درصد بزرگتر از زمین است به حدی به ستاره‌اش نزدیک است که به نظر می رسد میانگین دمای سطحی اش از 800 درجه فارنهایت تجاوز کند که همتراز با عطارد است. وندربرگ، فوق دکترا و ستاره‌شناس ناسا در دانشگاه تگزاس در آستین گفت: «سامانه ستاره‌ای کپلر-90 شبیه یک نسخه کوچک شده از منظومه شمسی ما است. سیارات کوچکی درون و سیارات بزرگی در بیرون دارد، اما همه چیز به هم فشرده شده است.»

شالو، مهندس نرم افزار ارشد همراه با تیم تحقیقاتی هوش مصنوعی گوگل به این ایده رسیدند که یک شبکه عصبی را بر داده‌های کپلر اعمال کنند. او پس از اینکه یاد گرفت نجوم نیز همانند شاخه‌های دیگر علم مملو از داده‌هایی به شکل تکنولوژی جمع‌آوری داده از پیشرفت‌های فضایی است، به کشف سیاره فراخورشیدی علاقه پیدا کرد. شالو گفت: «در اوقات فراغتم در گوگل به دنبال «یافتن سیارات فراخورشیدی در مجموعه‌های دادۀ بزرگ بودم» و در مورد مأموریت کپلر و مجموعه داده‌های بزرگ موجود اطلاعاتی را کسب کردم. یادگیری ماشینی واقعأ در مواقعی که داده‌ها به حدی زیادند که انسان نمی تواند به تنهایی آنها را جستجو کند، سودمند است.»

مجموعه دادۀ چهار ساله کپلر شامل 35 هزار سیگنال سیاره‌ای است. آزمایشات خودکار و گاهی اوقات چشم‌های انسانی برای تأیید امیدوار کننده‌ترین سیگنال‌ها در داده‌ها بکار می روند. هرچند، ضعیف‌ترین سیگنال‌ها با استفاده از این روش‌ها از دست می روند. شالو و وندربرگ تصور می کردند که ممکن است کشفیات سیاره فراخورشیدی جالب‌تری در این داده‌ها نهفته باشند.

آنها در ابتدا به شبکه عصبی آموزش دادند تا سیارات فراخورشیدی در حال گذر را با استفاده از مجموعه‌ای شامل 15000 سیگنالِ بررسی شده در کاتالوگ سیارات فراخورشیدی کپلر شناسایی کند. در مجموعۀ آزمایش، شبکه عصبی به درستی سیارات واقعی و مثبت‌های کاذب را در 96 درصد از زمان شناسایی کرد. سپس، وقتی شبکه عصبی «یاد گرفت» الگوی یک سیاره فراخورشیدیِ در حال گذر را کشف کند، محققان مدل خود را به گونه‌ای هدایت کردند که سیگنال‌های ضعیف‌تر را در 670 سامانه ستاره‌ای که چندین سیارۀ شناخته شده دارند، جستجو کند. فرضیه آنها این بود که منظومه‌های چند سیاره‌ای می توانند بهترین مکان برای جستجوی سیارات فراخورشیدی باشند.

وندربرگ گفت: «مثبت‌های کاذب زیادی از سیارات بدست آوردیم، اما سیارات واقعی بیشتر بودند. مثل این است که سنگ‌ها را غربال کنید تا به دنبال جواهر بگردید. اگر غربال ریزتری انجام دهید، آنگاه می توانید سنگ‌های بیشتری پیدا کنید که جواهر بیشتری در آن موجود باشد.» سیاره کپلر-90i تنها جواهری نیست که این شبکه عصبی غربال کرده است. در سامانه کپلر-80، آنها ششمین سیاره را کشف کردند. این یکی یعنی کپلر-80g در اندازۀ زمین و چهارمین سیاره از میان سیارات همسایه، زنجیره  چرخشی را تشکیل می دهند – که در آن، سیارات با گرانش متقابل در یک رقص اوربیتال ریتمیک، قفل شده‌اند. این نتیجه یک سامانه واقعأ پایدار است که شبیه هفت سیاره در منظومۀ تراپیست-1 می باشد.

ترجمه: سحر  الله‌وردی/ سایت علمی بیگ بنگ

منبع: NASA