利用谷歌的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型找到了“迷你太陽(yáng)系”

概要：當(dāng)?shù)貢r(shí)間12月15日，美國(guó)國(guó)家航空航天局NASA宣布在“行星獵手”開(kāi)普勒望遠(yuǎn)鏡的數(shù)據(jù)庫(kù)中找到了恒星“開(kāi)普勒－90”周圍的第八顆行星，追平太陽(yáng)系。

一個(gè)恒星周圍最多環(huán)繞幾顆恒星？一直以來(lái)，太陽(yáng)系就是人類所知的行星數(shù)量最多的星系。當(dāng)?shù)貢r(shí)間12月15日，美國(guó)國(guó)家航空航天局NASA宣布在“行星獵手”開(kāi)普勒望遠(yuǎn)鏡的數(shù)據(jù)庫(kù)中找到了恒星“開(kāi)普勒－90”周圍的第八顆行星，追平太陽(yáng)系。該星系遠(yuǎn)在2545光年外的天龍座，八大行星相互距離壓縮得更近，儼然是迷你版的太陽(yáng)系。

這項(xiàng)發(fā)現(xiàn)用到了谷歌的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型。

“開(kāi)普勒－90”和太陽(yáng)系一樣擁有八大行星 本文圖片均來(lái)自 NASA

通過(guò)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，人工智能可以進(jìn)行深度學(xué)習(xí)，即利用大量匹配的輸入－輸出值訓(xùn)練計(jì)算機(jī)，使之自行發(fā)掘數(shù)據(jù)中的特征。這種曾令A(yù)lphaGo在棋盤上大殺四方的人工智能模型，如今開(kāi)始在天文物理的海量數(shù)據(jù)中發(fā)揮用處。或許正應(yīng)了那句傳言：圍棋的變化組合，比宇宙中的原子數(shù)還要多。

發(fā)現(xiàn)新行星的方法是觀察“凌日”現(xiàn)象，即行星掠經(jīng)恒星表面時(shí)，會(huì)造成恒星亮度的下降。

“凌日”現(xiàn)象

2009年，“行星獵手”開(kāi)普勒望遠(yuǎn)鏡承載著人類尋找“第二地球”的夢(mèng)想升空。它在2013年因“癱瘓”——一次嚴(yán)重的硬件故障結(jié)束了獵捕系外行星的任務(wù)，朝同一個(gè)方向凝視了4年。最近，NASA計(jì)劃讓它每80天轉(zhuǎn)動(dòng)一下角度。

在“癱瘓”前的四年，開(kāi)普勒望遠(yuǎn)鏡積累了浩繁的數(shù)據(jù)。這份數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)科學(xué)家來(lái)說(shuō)幾乎是難以窮盡的富礦。目前，人類從中找出了超過(guò)4000顆疑似的系外行星。

漏網(wǎng)之魚(yú)肯定存在。

已知恒星系統(tǒng)的行星數(shù)

克利斯朵夫·肖樂(lè)（Christopher Shallue）是谷歌人工智能團(tuán)隊(duì)的一名資深軟件工程師，當(dāng)他了解到天文學(xué)正在和許多其他學(xué)科一樣被大數(shù)據(jù)淹沒(méi)時(shí)，他想到了要用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)分析開(kāi)普勒數(shù)據(jù)庫(kù)。

首先，研究者訓(xùn)練計(jì)算機(jī)對(duì)人類已經(jīng)分析過(guò)的15000個(gè)開(kāi)普勒信號(hào)進(jìn)行訓(xùn)練，當(dāng)計(jì)算機(jī)能以96%的準(zhǔn)確率識(shí)別凌日信號(hào)后，研究者用這個(gè)模型搜尋670個(gè)多行星系統(tǒng)中微弱的信號(hào)。他們認(rèn)為，多行星的星系是尋找更多系統(tǒng)行星的最佳地點(diǎn)。

合作發(fā)現(xiàn)者NASA博士后安德魯·范登堡（ Andrew Vanderburg）說(shuō)道：“我們得到了許多假陽(yáng)性信號(hào)，但真陽(yáng)性更多。這就像沙中淘金。如果你用的網(wǎng)格更密，你會(huì)淘到更多的沙，但也可能淘到更多的金。”

肖樂(lè)和范登堡下一步打算用人工智能模型將整個(gè)開(kāi)普勒數(shù)據(jù)庫(kù)篩一遍。里面包含超過(guò)15萬(wàn)個(gè)信號(hào)。

開(kāi)普勒之前（藍(lán)色）和開(kāi)普勒（黃色）發(fā)現(xiàn)的系外行星

“正如我們所料，存檔的開(kāi)普勒數(shù)據(jù)中還藏著許多激動(dòng)人心的發(fā)現(xiàn)，靜待合適的技術(shù)解鎖?！盢ASA天文物理部主任保羅·赫茲（Paul Hertz）說(shuō)道?！斑@項(xiàng)發(fā)現(xiàn)意味著，我們的數(shù)據(jù)在未來(lái)可以成為研究者們的寶庫(kù)?！?/p>

新發(fā)現(xiàn)的“開(kāi)普勒－90”第八行星——“開(kāi)普勒－90i”是一顆灼熱的巖石星球，公轉(zhuǎn)周期14.4天。它比地球大30%，非?？拷阈?，表面溫度與水星相當(dāng)。

而“開(kāi)普勒－90”系統(tǒng)最外圍的行星，“開(kāi)普勒－90h”，軌道距離與地球相當(dāng)。

“開(kāi)普勒－90星系就像迷你版太陽(yáng)系：里圈有小點(diǎn)的行星，外圈有大點(diǎn)的行星，但距離壓縮得更近，”范登堡說(shuō)道。

迷你版太陽(yáng)系：行星間距更近

除此之外，“開(kāi)普勒－90”第六行星“開(kāi)普勒－90g”也是通過(guò)這個(gè)人工智能模型找到的。它和四個(gè)比鄰行星的相互重力形成了諧振鏈，異常穩(wěn)定，如同此前發(fā)現(xiàn)的“葫蘆娃”七行星系統(tǒng)TRAPPIST-1。