Neurális háló bukkant 301 új exobolygóra

5217

Nem kevesebb, mint 301 új bolygóval növekedett az ismert, megerősített exobolygók száma. Az új felfedezettek az eddig megerősített 4569 távoli csillagok körül keringő bolygó közé álltak be. De hogyan fedeztek fel ilyen nagy mennyiségű bolygót, ránézésre egyszerre? A válasz az ExoMiner nevet viselő új neurális hálózatban rejlik.

A neurális hálózatok (deep neural network) olyan gépi tanuló rendszerek, amik elegendő adat ismeretében automatikusan képesek egy feladat elsajátítására. Az ExoMiner a NASA Pleiades nevet viselő szuperszámítógépén fut és képes a valódi exobolygókat különböző hamis pozitív ,,imposztoroktól” megkülönböztetni. A tervezését számos olyan teszt és tulajdonság ihlette, amelyeket az emberek használnak új exobolygók megerősítéséhez. A neurális háló a régebben megerősített exobolygókat és hamis pozitív eseteket tanulmányozva fejlődik.

Mikor egy bolygó tőlünk nézve elhalad a csillaga előtt, kitakarja a csillagfény egy részét. Ezt az apró fénycsökkenést ki lehet mérni, a módszerrel pedig többek között exobolygókat is fel lehet fedezni. Nagyobb változat ide kattintva érhető el. (Forrás: NASA Goddard Space Flight Center)

Az ExoMiner olyan szakemberek munkáját pótolja, akik képesek egy sor adatot átfésülve megállapítani, közülük melyek bolygók és melyikek nem; most pedig egészen pontosan a NASA Kepler-űrtávcsövének K2 küldetése alatt begyűjtött adatait. Az ilyen küldetésekben, mint a Kepler is volt, több ezer csillag esik a látómezőbe és közülük bármelyik körül keringhet akár több exobolygó is. Elég időigényes munka egy ilyen hatalmas adatbázis alapos átvizsgálása, az ExoMiner pedig itt lép be a képbe.

Jon Jenkins (NASA) exobolygó kutató szerint az ExoMiner, más exobolygó-kereső szoftverekkel ellentétben, nem egy fekete doboz, nincsen semmi titokzatosság abban, mi alapján dönti el egy bolygóról, hogy létezik-e vagy sem. Egyszerűen meg lehet magyarázni, hogy az adatok mely része alapján fogad el vagy utasít el egy exobolygó jelöltet. Mi a különbség egy megerősített exobolygó és egy validált között? Egy bolygó akkor lesz ,,megerősítve”, ha különböző megfigyelési technikák alapján is kizárólag exobolygóval magyarázható jellemzőket mutat; validálva viszont statisztikai szempontok alapján lesz, azaz mennyire valószínű vagy nem valószínű a rendelkezésre álló adatok alapján, hogy exobolygóval van dolgunk.

Az Astrophysical Journal tudományos folyóiratban publikált tanulmányban bemutatják, hogyan validálták a Kepler archívumában levő bolygójelöltek közül ezt a 301 exobolygót. Mind a 301-et megjelölték a Kepler eredeti tudományos folyamatában is és bolygójelöltként tartották számon; ez idáig viszont senki sem tudta validálni őket. A tanulmányban azt is részletezik, hogy miért precízebb és konzisztensebb az ExoMiner a hamis pozitívak elkülönítésében. A projekt vezetői szerint, ha valamire az ExoMiner azt mondja, hogy bolygó, akkor az bolygó. Roppant pontos és bizonyos szempontból a létező számítógépeknél és még az embereknél is megbízhatóbb.

A híres TRAPPIST-1 exobolygó rendszer illusztrációja, ha egy fiktív, roppant nagy nagyítású földi teleszkóppal láthatnánk. (Forrás: NASA/JPL-Caltech/R. Hurt (IPAC))

Az új bolygók közül egyik sem földszerű, illetve egyik sem kering a csillagaik lakható zónájában. A galaktikus környezetünkben található exobolygókkal viszont így is vannak közös tulajdonságaik, így segítségükkel más exobolygó-rendszereket jobban megértve annak a megválaszolásához is közelebb kerületünk, vajon a mi Naprendszerünk mitől ilyen egyedi.

Az exobolygók kutatása nem áll le, akár a NASA TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite) űrteleszkóp méréseire, akár az Európai Űrügynökség (ESA) készülő PLATO (PLAnetary Transits and Oscillations of stars) küldetésére gondolunk is, az ExoMiner-nek bőven lesz lehetősége bizonyítani a képességeit. A Kepler-adatokon tanult neurális hálónak szüksége van kis finomhangolásra, utána viszont be lehet vetni más küldetések, például a TESS adatain is.

Forrás: NASA JPL

Hozzászólás

hozzászólás