15 Δεκεμβρίου 2017

«Κυνήγι» εξωπλανητών: Πώς έφτασε η NASA στη μεγάλη ανακάλυψη-ΒΙΝΤΕΟ

«Τάραξε τα νερά» η ανακάλυψη του τηλεσκόπιο Κέπλερ, που ανακοίνωσε χθες η NASA: Με την βοήθεια της τεχνητής νοημοσύνης εντοπίστηκε το πρώτο μακρινό άστρο που έχει γύρω του οκτώ πλανήτες, όσους και το δικό μας ηλιακό σύστημα.

Το τηλεσκόπιο Κέπλερ όμως έχει παρατηρήσει περίπου 150.000 άστρα μέχρι σήμερα και έχει ανακαλύψει ήδη περίπου 2.500 επιβεβαιωμένους εξωπλανήτες. Συνολικά -και από άλλα τηλεσκόπια- έχει επιβεβαιωθεί η ύπαρξη περίπου 3.500 εξαπλανητών.


Οι ερευνητές, που κάνουν σχετική δημοσίευση στο περιοδικό αστρονομίας "The Astronomical Journal", σκοπεύουν να συνεχίσουν την αξιοποίηση της τεχνητής νοημοσύνης για την ανάλυση των στοιχείων που έχουν συλλεχθεί από τηλεσκόπια και την αυτοματοποιημένη εύρεση εξωπλανητών που έως τώρα έχουν περάσει απαρατήρητοι από το ανθρώπινο μάτι.

Είναι ο μεγαλύτερος αριθμός εξωπλανητών που έχουν βρεθεί γύρω από ένα άλλο άστρο πέρα από τον Ήλιο. Πρόκειται για το άστρο Κέπλερ-90, σε απόσταση 2.545 ετών φωτός στον αστερισμό του Δράκοντα, το οποίο είναι πιο καυτό και κατά 30% μεγαλύτερο από τον Ήλιο.

Οι αστρονόμοι γνώριζαν από το 2013 ότι το άστρο αυτό διέθετε επτά εξωπλανήτες, αλλά μόλις τώρα βρήκαν κι έναν όγδοο, τον Κέπλερ-90i, ο οποίος είναι ο μικρότερος από τους οκτώ πλανήτες. Εκτιμάται ότι είναι βραχώδης, ενώ το έτος του (μια πλήρης περιφορά γύρω από το άστρο του) διαρκεί 14,4 γήινες μέρες Η επιφανειακή θερμοκρασία του ξεπερνά τους 420 βαθμούς Κελσίου.


Την ανακάλυψη, που έγινε μετά από την ανάλυση από υπολογιστές των στοιχείων του διαστημικού τηλεσκοπίου «Κέπλερ», πραγματοποίησε για πρώτη φορά ένα σύστημα τεχνητής νοημοσύνης της Google, το οποίο εκπαιδεύθηκε να εντοπίζει εξωπλανήτες που έχουν περάσει απαρατήρητοι από τους αστρονόμους.

«Μετά από τη νέα ανακάλυψη, το Κέπλερ-90 γίνεται το πρώτο άστρο που διαθέτει τόσους πλανήτες όσο το δικό μας ηλιακό σύστημα», δήλωσε ο μηχανικος λογισμικού της Google Κρίστοφερ Σάλιου.

Το νέο πλανητικό σύστημα έχει ομοιότητες με το δικό μας, καθώς οι μικρότεροι πλανήτες του βρίσκονται κοντά στο άστρο τους, ενώ οι μεγαλύτεροι πιο μακριά από αυτό. Όμως το μακρινό αυτό σύστημα είναι πιο «συμπιεσμένο» σε σχέση με το δικό μας, καθώς ο πιο μακρινός πλανήτης του, ο Κέπλερ-90h, ένας αέριος γίγαντας σαν τον Δία, βρίσκεται από το άστρο του στην απόσταση που έχει η Γη από τον Ήλιο.


Οι επιστήμονες δεν θεωρούν πολύ πιθανό ότι το πλανητικό αυτό σύστημα διαθέτει συνθήκες φιλόξενες για την ανάπτυξη κάποιων μορφών ζωής.

Έγινε επίσης γνωστό ότι με την ίδια μέθοδο τεχνητής νοημοσύνης της Google βρέθηκε κι ένας άλλος εξωπλανήτης με το μέγεθος περίπου της Γης, ο Κέπλερ-80g, γύρω από ένα άλλο άστρο. Πρόκειται για το έκτο άστρο που ανακαλύπτεται γύρω από το άστρο Κέπλερ-80.

Πώς φτάσαμε στην ανακάλυψη

Η ανακάλυψη έγινε, όταν οι ερευνητές Christopher Shallue και Andrew Vanderburg «εκπαίδευσαν» έναν υπολογιστή στο πώς να εντοπίζει τους εξωπλανήτες στις αναγνώσεις φωτός που έχουν καταγραφεί από το διαστημικό τηλεσκόπιο Kepler -την ελάχιστη αλλαγή στη φωτεινότητα που καταγράφεται όταν ένας πλανήτης περνάει μπροστά από ένα αστέρι.

«Το σύστημα του αστεριού Kepler-90 είναι σαν μια μίνι έκδοση του ηλιακού μας συστήματος. Έχει μικρούς πλανήτες μέσα και μεγάλους πλανήτες έξω, αλλά όλοι είναι πιο κοντά μεταξύ τους» δήλωσε ο Vanderburg, μεταδιδακτορικός συνεργάτης της NASA και αστρονόμος στο Πανεπιστήμιο του Τέξας, στο Όστιν.

Ο Shallue, από την πλευρά του, ανώτερος μηχανικός λογισμικού με την ερευνητική ομάδα Google AI, κατέληξε στην ιδέα να εφαρμόσει ένα νευρωνικό δίκτυο στα δεδομένα του Kepler.

Το τετραετές σύνολο δεδομένων του Kepler αποτελείται από 35.000 πιθανά πλανητικά σήματα. Αυτοματοποιημένες δοκιμές, και μερικές φορές ανθρώπινα μάτια, χρησιμοποιούνται για την επαλήθευση των πλέον υποσχόμενων σημάτων στα δεδομένα. Ωστόσο, τα ασθενέστερα σήματα συχνά χάνονται, χρησιμοποιώντας αυτές τις μεθόδους. Οι Shallue και Vanderburg σκέφτηκαν ότι θα μπορούσαν να υπάρξουν πιο ενδιαφέρουσες ανακαλύψεις εξωπλανητών, που «αχνοφαίνονται» στα δεδομένα που έχουν μέχρι στιγμής συλλεχθεί.




«Κυνήγι» εξωπλανητών

Έτσι, ξεκίνησαν «εκπαιδεύοντας» το νευρωνικό δίκτυο για τον εντοπισμό των εξωπλανητών που διέρχονταν με τη χρήση ενός συνόλου 15.000 προηγουμένως εξακριβωμένων σημάτων από τον κατάλογο των εξωπλανητών Kepler. Στην καθοριστική δοκιμή, το νευρωνικό δίκτυο αναγνώρισε σωστά τους πραγματικούς πλανήτες σε ποσοστό 96%.

Στη συνέχεια, οι ερευνητές έστρεψαν το μοντέλο τους στην αναζήτηση πιο αδύναμων σημάτων σε 670 αστρικά συστήματα, που είχαν ήδη πολλούς γνωστούς πλανήτες. Η υπόθεση εργασίας τους ήταν ότι τα συστήματα πολλαπλών πλανητών θα ήταν τα καλύτερα μέρη, για να ψάξει κανείς για ακόμα περισσότερους εξωπλανήτες.

«Αυτά τα αποτελέσματα καταδεικνύουν τη διαχρονική αξία της αποστολής του Kepler» δήλωσε ο Τζέσι Ντότσον, ερευνητής του προγράμματος Kepler στο ερευνητικό κέντρο Ames της NASA στο Silicon Valley της Καλιφόρνιας.

«Οι νέοι τρόποι εξέτασης των δεδομένων -όπως αυτή η έρευνα σε πρώιμο στάδιο για την εφαρμογή αλγορίθμων μηχανικής μάθησης- υπόσχονται να συνεχίσουν να αποδίδουν σημαντική πρόοδο στην κατανόηση των πλανητικών συστημάτων γύρω από άλλα άστρα. Είμαι βέβαιος ότι υπάρχουν περισσότερα πρώτα στοιχεία στα δεδομένα, που περιμένουν τους ανθρώπους να τα βρουν» κατέληξε.



Επιμέλεια: Βασίλης Αναστασόπουλος
ΠΡΩΤΟ ΘΕΜΑ