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人工智能进军天文学界yb体育首页?
  美国宇航局开普勒探测器的插图。该探测器于2009年发射升空yb体育首页,旨在寻找地外行星yb体育首页。插图:WENDY STENZEL, AMES RESEARCH CENTER/NASA
  
  撰文:Nadia Drake
  
  天文学界上的第一次!科学家训练出了人工智能yb体育首页yb体育首页,用于在望远镜收集的巨量数据中进行筛选yb体育首页yb体育首页yb体育首页,结果还真的发现了一个全新的星球yb体育首页yb体育首页yb体育首页。
  
  这颗新发现的行星编号为“开普勒-90i(Kepler-90i)”yb体育首页,此前一直隐藏在美国宇航局开普勒探测器收集的数据中yb体育首页。这颗行星距离地球约2500光年,它与另外7颗行星一起围绕着一颗恒星公转yb体育首页,因此yb体育首页,开普勒-90系统yb体育首页,与我们所在的太阳系有许多相似之处yb体育首页。
  
  “开普勒已经像我们证明yb体育首页,多数恒星都拥有行星。”美国宇航局的Paul Hertz在宣布这一发现的新闻发布会上说道。如今,开普勒已经证实yb体育首页,恒星可以与我们的太阳系一样yb体育首页yb体育首页,拥有庞大的行星家族。
  
  在新闻发布会之前的几天里,有媒体疯传可能探测到了外星生命yb体育首页yb体育首页。毫无意外,这个消息完全不靠谱yb体育首页,但是yb体育首页yb体育首页yb体育首页yb体育首页,它却从侧面证明yb体育首页,机器学习能够帮助我们更多地了解整个星系中可能令人激动的星球yb体育首页。
  
  在星辰大海中搜寻
  
  开普勒探测器2009年发射升空yb体育首页yb体育首页yb体育首页,已经盯着一小块天空中的15万颗恒星yb体育首页,足足看了4年。它的任务是寻找行星经过恒星前面时yb体育首页,对恒星所产生的微小遮挡。当科学家在数据中发现此类微小信号时,就能够测算出行星的大小yb体育首页,以及它与其母恒星之间的距离yb体育首页。
  
  截至目前yb体育首页,开普勒探测器已经确认了2525颗行星yb体育首页yb体育首页yb体育首页yb体育首页,其数据中还有更多行星有待发现yb体育首页yb体育首页。但是,想要确认一颗行星并非易事yb体育首页。对人类而言yb体育首页,人工梳理巨量的开普勒数据是一项不可完成的任务,因为这些数据中包含有10的8次方个潜在的行星轨道。此外yb体育首页,恒星光线的变弱yb体育首页yb体育首页yb体育首页yb体育首页,并不一定全是行星所为:恒星黑子、双星及其它天体都有可能产生与行星掩住恒星一样的效果yb体育首页。
  
  正因如此,谷歌人工智能部门的Chris Shallue决定利用神经网络来解决这一难题yb体育首页。此前yb体育首页,机器学习的方式已经被用于筛选yb体育首页yb体育首页yb体育首页、分类普勒的数据,但是,Shallue的神经网络能够提供更加强大的算法yb体育首页yb体育首页。
  
  Shallue说:“当我得知开普勒探测器收集到了这么多的数据yb体育首页,科学家们无法全靠人工进行审查时yb体育首页yb体育首页yb体育首页yb体育首页,我就想把神经网络用于天文学yb体育首页yb体育首页。我们的想法是yb体育首页,把这一技术用于星空yb体育首页,教会机器的学习系统如何分辨遥远恒星周围的行星yb体育首页yb体育首页yb体育首页yb体育首页。”
  
  开辟观测新视角
  
  顾名思义yb体育首页,神经网络yb体育首页,是基于人类大脑工作的原理而构造的yb体育首页yb体育首页。人类可以训练神经网络yb体育首页,让它们识别和分类事物yb体育首页,比如分辨狗与猫的照片有何区别yb体育首页。最终yb体育首页,在看过足够的样本之后yb体育首页,电脑就能够自己将猫和狗进行分类yb体育首页yb体育首页。
  
  Shallue训练了一个神经网络yb体育首页,识别行星的独特“指纹”。他从开普勒数据库中提取出15000个真实的行星特征yb体育首页yb体育首页yb体育首页yb体育首页yb体育首页,让神经网络系统辨别真实行星的信号与伪装成行星的信号之间的差异yb体育首页yb体育首页yb体育首页。
  
  之后便是实战验证阶段yb体育首页。Shallue与德州大学的Andrew Vanderburg,让这个系统仔细检查了670颗已知拥有行星的恒星yb体育首页,因为在这些恒星周围可能存在更多颗行星yb体育首页yb体育首页。
  
  然后,他们向系统输入不够强yb体育首页yb体育首页yb体育首页、人工无法处理的信号yb体育首页yb体育首页yb体育首页。在这些信号中yb体育首页yb体育首页,神经网络系统识别出了两颗新行星。研究结果发表在了《天文学期刊》上yb体育首页。
  
  “这两颗星星的信号很弱yb体育首页,此前的所有搜寻都错过了它们。”Shallue说道yb体育首页。
  
  仍需探索新领域
  
  其中一颗行星是“开普勒-80g”yb体育首页yb体育首页,它是所在恒星系中第六颗已知的行星b体育首页yb体育首页?绽?80g大小与地球相当,围绕其母恒星公转一周需14.6天,而其母恒星比我们的太阳更小yb体育首页、更红yb体育首页yb体育首页yb体育首页。
  
  神经网络还找出了“开普勒-90i”。这颗行星比地球稍大yb体育首页,公转一周需要两个星期的时间yb体育首页,是所在恒星系中发现的第三颗岩质行星,而其母恒星比我们的太阳稍大且更热yb体育首页yb体育首页。在开普勒-90i内侧yb体育首页,还有两颗较小的行星yb体育首页,而在其外侧公转的行星则要大得多。
  
  这些行星都很大,但还都“抱团”在一起:八颗行星与其母恒星的距离yb体育首页,与日地距离相同yb体育首页yb体育首页yb体育首页。
  
  Vanderburg说:“我可不想去开普勒-90i这种地方yb体育首页。它的地表很可能非常炽热yb体育首页。我们通过计算yb体育首页,它的平均温度约为427摄氏度yb体育首页。”
  
  他还补充说,恒星开普勒-90可能还有更多行星有待发现。他和Shallue计划将开普勒的所有数据都输入神经网络系统yb体育首页,看看有何结果。
  
  但是yb体育首页yb体育首页,现在不需要担心电脑代替人类天文学家。
  
  美国宇航局的Jessie Dotson说:“这项工作绝对要与天文学家一同进行yb体育首页yb体育首页。永远都不能排除这一点。你首先要有最初的分类yb体育首页yb体育首页yb体育首页,才能训练机器学习yb体育首页,然后yb体育首页,它才能比人类处理更多的信号。”
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