To nye planeter opdaget ved hjælp af kunstig intelligens

Astronomer ved University of Texas i Austin, i samarbejde med Google, har brugt kunstig intelligens (AI) til at afsløre yderligere to skjulte planeter i Kepler-rumteleskoparkivet. Teknikken viser løfte om at identificere mange yderligere planeter, som traditionelle metoder ikke kunne fange.

Planeterne, der blev opdaget denne gang, var fra Keplers udvidede mission, kaldet K2.

For at finde dem, holdet, ledet af en bachelor ved UT Austin, Anne Dattilo, skabt en algoritme, der søger gennem de data, som Kepler har taget, for at fjerne signaler, der blev savnet af traditionelle planetjagtmetoder. Langsigtet, processen skulle hjælpe astronomer med at finde mange flere savnede planeter, der gemmer sig i Kepler-data. Opdagelserne er blevet accepteret til offentliggørelse i et kommende nummer af The Astronomisk Tidsskrift .

Andre teammedlemmer omfatter NASA Sagan-stipendiat ved UT Austin Andrew Vanderburg og Google-ingeniør Christopher Shallue. I 2017 Vanderburg og Shallue brugte først AI til at afsløre en planet omkring en Kepler-stjerne - en, der allerede er kendt for at rumme syv planeter. Opdagelsen gjorde dette solsystem til det eneste kendte for at have lige så mange planeter som vores egen.

Dattilo forklarede, at dette projekt nødvendiggjorde en ny algoritme, da data taget under Keplers forlængede mission K2 adskiller sig væsentligt fra det, der blev indsamlet under rumfartøjets oprindelige mission.

"K2-data er mere udfordrende at arbejde med, fordi rumfartøjet bevæger sig rundt hele tiden, " forklarede Vanderburg. Denne ændring skete efter en mekanisk fejl. Mens missionsplanlæggere fandt en løsning, rumfartøjet blev efterladt med en slingre, som AI måtte tage højde for.

Kepler- og K2-missionerne har allerede opdaget tusindvis af planeter omkring andre stjerner, med lige mange kandidater, der afventer bekræftelse. Så hvorfor skal astronomer bruge kunstig intelligens til at søge i Kepler-arkivet efter mere?

"AI vil hjælpe os med at søge datasættet ensartet, " sagde Vanderburg. "Selv hvis hver stjerne havde en planet på størrelse med Jorden omkring sig, når vi ser med Kepler, vi finder ikke dem alle. Det er bare fordi nogle af dataene er for støjende, eller nogle gange er planeterne bare ikke justeret rigtigt. Så, vi skal korrigere for dem, vi savnede. Vi ved, at der er mange planeter derude, som vi ikke ser af disse grunde.

"Hvis vi vil vide, hvor mange planeter der er i alt, vi skal vide, hvor mange planeter vi har fundet, men vi skal også vide, hvor mange planeter vi gik glip af. Det er her, det kommer ind, " forklarede han.

De to planeter Dattilos hold fandt "er begge meget typiske for planeter fundet i K2, " sagde hun. "De er virkelig tæt på deres værtsstjerne, de har korte omløbsperioder, og de er varme. De er lidt større end Jorden."

Af de to planeter, den ene hedder K2-293b og kredser om en stjerne 1, 300 lysår væk i stjernebilledet Vandmanden. Den anden, K2-294b, kredser om en stjerne 1, 230 lysår væk, også placeret i Vandmanden.

Når holdet brugte deres algoritme til at finde disse planeter, de fulgte op ved at studere værtsstjernerne ved hjælp af jordbaserede teleskoper for at bekræfte, at planeterne er ægte. Disse observationer blev udført med 1,5 meter teleskopet ved Smithsonian Institution's Whipple Observatory i Arizona og Gillett Telescope ved Gemini Observatory på Hawaii.

Fremtiden for AI-konceptet til at finde planeter skjult i datasæt ser lys ud. Den aktuelle algoritme kan bruges til at sondere hele K2-datasættet, Dattilo sagde - cirka 300, 000 stjerner. Hun mener også, at metoden er anvendelig til Keplers efterfølger på planetjagtmission, TESS, som blev lanceret i april 2018. Keplers mission sluttede senere samme år.

Dattilo planlægger at fortsætte sit arbejde med at bruge kunstig intelligens til planetjagt, når hun begynder på kandidatskolen til efteråret.