今天凌晨2點，NASA召開新聞發(fā)布會，正式宣布發(fā)現(xiàn)一個由八顆行星圍繞一顆恒星組成的行星系統(tǒng)。

在此之前，我們生活的太陽系一直是已知圍繞一顆恒星運行的行星數(shù)量最多的太陽系，圍繞太陽運行的行星多達八顆。然而，隨著今天新聞發(fā)布會上的宣布，我們了解到，在距離我們90-2545光年的一顆名為開普勒的恒星周圍，有相同數(shù)量的行星。

利用NASA開普勒望遠鏡獲得的數(shù)據(jù)，天文學(xué)家最近發(fā)現(xiàn)了隱藏在這個系統(tǒng)中的第八顆行星，從而使這個系統(tǒng)中的旅行恒星數(shù)量達到了太陽系中的水平。

開普勒90系統(tǒng)與太陽系的比較

新發(fā)現(xiàn)的系外行星叫開普勒-90i，是一顆質(zhì)量很小的巖石行星。它在公轉(zhuǎn)期間離恒星只有14.4天左右，所以可以想象它的表面溫度極高。這一發(fā)現(xiàn)的另一個亮點是，這一成果是由Google Inc .的機器學(xué)習(xí)技術(shù)實現(xiàn)的，機器學(xué)習(xí)技術(shù)的本質(zhì)是計算機通過人工智能技術(shù)實現(xiàn)“自主學(xué)習(xí)”。在這種情況下，計算機學(xué)會了如何從開普勒望遠鏡獲得的大量數(shù)據(jù)中搜索可疑的系外行星信號。

美國宇航局天體物理部門負責(zé)人保羅·赫茲(Paul Hertz)表示:“正如我們所料，我們之前分析過的開普勒望遠鏡數(shù)據(jù)中仍然隱藏著令人興奮的新發(fā)現(xiàn)，等待采用合適的新工具或新技術(shù)來揭示它?！彼f:“這一發(fā)現(xiàn)表明，我們的數(shù)據(jù)將是未來幾年創(chuàng)新研究的寶貴財富。”

NASA的開普勒望遠鏡將記錄到系外行星經(jīng)過恒星前方導(dǎo)致恒星亮度的輕微下降，這可以使科學(xué)家間接計算出行星的存在和行星的許多物理性質(zhì)。在這項發(fā)現(xiàn)中，研究人員克里斯托弗·夏德和安德魯·范德伯格訓(xùn)練了一臺計算機，學(xué)習(xí)如何分析開普勒望遠鏡獲得的大量恒星亮度數(shù)據(jù)，并檢測可能表明系外行星存在的異常信號。受人腦中神經(jīng)元之間聯(lián)系的啟發(fā)，科學(xué)家們利用人工“神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)”技術(shù)和計算機系統(tǒng)強大的計算能力，對開普勒望遠鏡獲得的海量數(shù)據(jù)進行自動篩選，最終在存檔數(shù)據(jù)中發(fā)現(xiàn)了一個人工分析時被忽略的微弱異常信號，最終證明它是錫蘭方向上開普勒-90周圍的第八顆行星。

事實上，在此之前，機器學(xué)習(xí)技術(shù)已經(jīng)被應(yīng)用到開普勒望遠鏡數(shù)據(jù)庫的分析中，相關(guān)研究已經(jīng)顯示出其在查詢隱藏在海量數(shù)據(jù)中的細微信號方面的優(yōu)勢。

雖然行星的數(shù)量是一樣的，但是從這個軌道圖中可以清楚的看到，開普勒90系統(tǒng)的射程要小得多，幾乎就像一個迷你版的太陽系。最外層行星的軌道幾乎達到地球軌道的半徑距離。

與開普勒90系統(tǒng)相比，其他行星系統(tǒng)在繁殖生命方面可能更有優(yōu)勢。這次發(fā)現(xiàn)的新太陽系外行星開普勒-90i比地球大30%左右。它離恒星很近，表面溫度估計在800K以上..另一方面，最外層的行星開普勒-90h的軌道距離接近地球。

范德伯格是美國宇航局薩根的博士后研究員，來自奧斯丁的德克薩斯大學(xué)。他說:“開普勒90系統(tǒng)就像是太陽系的迷你版。你會發(fā)現(xiàn)較小的行星在里面，較大的行星在外面，但整個行星系統(tǒng)的尺度似乎被壓縮了，變成了迷你版。”

沙拉是谷歌的子公司谷歌人工智能的高級軟件工程師。他想到用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)來分析開普勒望遠鏡的數(shù)據(jù)。在得知天文學(xué)和其他學(xué)科一樣，隨著數(shù)據(jù)采集技術(shù)的不斷升級，被海量數(shù)據(jù)淹沒后，他開始對系外行星搜索產(chǎn)生濃厚的興趣，開始思考如何利用自己的計算機技術(shù)知識幫助天文學(xué)家應(yīng)對這一困境。

沙拉說:“在業(yè)余時間，我開始在網(wǎng)上搜索‘利用大數(shù)據(jù)搜索系外行星’等話題，然后很快就注意到了開普勒望遠鏡項目以及向公眾發(fā)布的海量數(shù)據(jù)。”他說:“當(dāng)數(shù)據(jù)太多，人工分析難以招架時，機器學(xué)習(xí)技術(shù)發(fā)揮作用的地方?！?/p>

開普勒望遠鏡在4年的運行中收集的數(shù)據(jù)中有35000個可能的行星信號。科學(xué)家使用自動分析并配合人工檢查來解讀所有可疑信號。但是面對最弱的信號，這樣的分析方法往往會漏掉。沙拉和范德伯格推測，在已經(jīng)分析過的存檔數(shù)據(jù)中應(yīng)該有隱藏的行星信號，這在之前的分析中被遺漏了。

首先，他們用之前篩選過的15000個信號案例訓(xùn)練一個計算機神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，讓它學(xué)習(xí)識別開普勒望遠鏡數(shù)據(jù)集里的行星掩星信號。在本次訓(xùn)練測試中，人工智能判斷系外行星信號真假的準(zhǔn)確率在96%以上。然后，在計算機系統(tǒng)學(xué)會如何識別掩星信號后，研究小組開始嘗試讓計算機分析和篩選已經(jīng)發(fā)現(xiàn)行星的670顆恒星的數(shù)據(jù)?？茖W(xué)家認(rèn)為，這些被證明存在于行星系統(tǒng)中的恒星，最有可能是“漏網(wǎng)之魚”的地方，可能還有其他以前沒有注意到的行星信號。

范德伯格說:“我們發(fā)現(xiàn)了許多假陽性信號，但也可能有隱藏的真實信號。就像是在各種小石頭中尋找真正的寶石。如果你的篩子更好，你當(dāng)然會抓到更多的寶石，但同時你抓到寶石的可能性也在增加?！?/p>

開普勒-90i并不是這個神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)的唯一寶石。在開普勒80系統(tǒng)中，他們還發(fā)現(xiàn)了這個系統(tǒng)中的第六顆行星。這顆外行星，編號為開普勒-80g，大小與地球相似，與屬于同一行星系統(tǒng)的其他四顆行星處于共振系統(tǒng)中。這將創(chuàng)造一個極其穩(wěn)定的系統(tǒng)，類似于之前轟動一時的帶有七顆行星的TRAPPIST-1系統(tǒng)。

與這些發(fā)現(xiàn)相關(guān)的論文已經(jīng)被《天文學(xué)雜志》接受，并將在不久的將來發(fā)表。沙拉和范德伯格計劃讓人工智能系統(tǒng)篩選和分析開普勒望遠鏡的所有數(shù)據(jù)，然后計算機將篩選15萬多顆恒星的亮度數(shù)據(jù)。

開普勒望遠鏡在尋找系外行星方面獲得了前所未有的大量數(shù)據(jù)。開普勒望遠鏡在密切關(guān)注一個亮度測量區(qū)域超過四年后，現(xiàn)在正在擴展其任務(wù)。

美國宇航局艾姆斯研究中心的開普勒望遠鏡科學(xué)家杰西·多德森說:“這些結(jié)果顯示了開普勒項目的持久價值。新的數(shù)據(jù)分析方法，如在這項工作中使用機器學(xué)習(xí)技術(shù)的初步研究，將繼續(xù)增進我們對圍繞其他恒星運行的行星系統(tǒng)的知識和理解。我非常肯定，在這些數(shù)據(jù)中，還會有更多的‘第一次’等待我們?nèi)グl(fā)現(xiàn)?！?/p>