https://frosthead.com

Bagaimana AI Menemukan Sistem Surya Delapan Planet Pertama Di Luar Sistem Kita

Untuk banyak keriuhan, NASA baru saja mengumumkan penemuan planet berbatu baru, Kepler-90i. Mengorbit bintang sekitar 2.545 tahun cahaya, planet baru ini kira-kira 1, 3 kali ukuran Bumi dan terik panas - sekitar 800 derajat Fahrenheit. Temuan ini unik karena beberapa alasan: Untuk satu, Kepler-90i adalah planet kedelapan di tata surya Kepler-90 yang sebelumnya ditemukan, menjadikan sistem jauh ini satu-satunya keluarga exoplanet dengan planet sebanyak kita miliki.

Tetapi mungkin yang lebih mengesankan adalah bagaimana para peneliti menemukan planet ini: dengan menggunakan jaringan saraf tiruan yang dikembangkan Google. Ide dasar di balik jaringan saraf adalah, alih-alih memprogram aturan khusus ke dalam komputer, peneliti memberi makan komputer itu sejumlah besar data dan sistem mengembangkan caranya sendiri untuk menyelesaikan tugas tertentu. Lapisan "neuron" komputer masing-masing melakukan perhitungan sederhana, meneruskan output ke lapisan lain, kata Chris Shallue, seorang insinyur perangkat lunak Google yang berspesialisasi dalam jaringan saraf, dalam konferensi pers.

Sistem seperti ini sebelumnya telah digunakan untuk menerjemahkan antar bahasa, mengidentifikasi tumor kanker payudara, atau bahkan mengidentifikasi hotdog vs bukan hotdog. "Gagasan kami adalah mengubah teknik ini ke langit dan mengajarkan sistem pembelajaran mesin cara mengidentifikasi planet di sekitar bintang yang jauh, " kata Shallue. Hasil timnya telah diterima untuk dipublikasikan di The Astronomical Journal.

8 planet tata surya Penemuan Kepler-90i menandai tata surya delapan planet pertama yang diketahui selain dari milik kita — dan mungkin ada lebih banyak lagi. (NASA / Wendy Stenzel)

Untuk menggunakan sistem semacam ini untuk perburuan planet ekstrasurya, para peneliti beralih ke basis data yang luas tentang kandidat planet yang telah dikumpulkan teleskop Kepler sejak diluncurkan pada tahun 2009. Kepler telah memantau kecerahan sekitar 200.000 bintang, mengamati penurunan samar dalam cahaya— tanda sebuah planet yang mengorbit. Para peneliti atau ilmuwan warga di lapangan kemudian memilah-milah data ini dengan tangan (kadang-kadang dengan bantuan teknik statistik) untuk mengidentifikasi kandidat planet yang paling mungkin.

Ini adalah proses yang sangat melelahkan dan menghabiskan waktu: Dari sekitar 35.000 sinyal kemungkinan exoplanet yang mengorbit bintang di luar tata surya kita, para peneliti sejauh ini mengkonfirmasi 2.525 exoplanet. "Proses ini seperti mencari jarum di tumpukan jerami, " kata Shallue.

Untuk membantu mempersempit kandidat yang mungkin, sebagian besar ilmuwan berfokus pada penurunan terbesar dalam cahaya dari bintang-bintang, yang menandakan kandidat planet yang paling mungkin. Jadi Shallue dan tim di NASA memutar jaringan saraf pada titik yang lebih redup, mencari planet dalam data.

Para peneliti pertama kali memberi makan sistem sekitar 15.000 bintang Kepler dengan planet yang sudah diberi label yang mengorbit. Kemudian ia memberikan data jaringan saraf dari 670 bintang yang merupakan kandidat dalam pencarian sistem multi-planet. Analisis muncul dua exoplanet baru: Kepler-90i dan Kepler-80g, yang merupakan planet ke-6 dalam sistemnya. Secara statistik, Vanderburg mengatakan, hanya ada satu dari 10.000 probabilitas bahwa ini adalah positif palsu.

Jaringan saraf dapat menemukan jarum-jarum ini di tumpukan jerami jauh lebih cepat dan efisien daripada yang dimiliki manusia, kata Shallue. "Ini adalah teknik yang sangat kuat, " menekankan Courtney Dressing, seorang astronom di University of California di Berkeley yang tidak terlibat dalam penelitian ini. "Dan mereka bisa mengambil ini dan menerapkannya pada lebih banyak bintang dan mungkin menemukan lebih banyak planet juga."

Teknik baru ini juga meningkatkan kemungkinan bahwa sistem dengan delapan — atau bahkan lebih — planet tidak begitu aneh. "Di tata surya kita, kita tahu bahwa kita memiliki delapan planet karena kita berada di dalam sistem, kita dapat melihat semua planet, " kata Dressing. Tetapi jika Anda mengambil sistem persis seperti sistem kami dan menempatkannya 30 tahun cahaya, apa yang akan kita lihat dari Bumi? Kami mungkin akan melihat raksasa gas raksasa kami, Jupiter dan mungkin Bumi, kata Dressing. "Tapi kita mungkin tidak akan tahu tentang planet lain mana pun, " katanya.

Bahkan Kepler-90 mungkin menyimpan lebih banyak jenazah yang mengorbit, kata Andrew Vanderburg, seorang rekan pascadoktoral di University of Texas, Austin yang merupakan penulis studi baru. "Akan hampir mengejutkan bagi saya jika tidak ada lagi planet di sekitar bintang ini, " katanya, mencatat bahwa planet ini memiliki area luas di sekitarnya yang belum diteliti oleh para peneliti.

Para peneliti berharap untuk mengasah lebih lanjut sistem AI mereka untuk meningkatkan kemampuannya mengidentifikasi positif palsu dan menggoda melalui kompleksitas data Kepler. Mereka juga berencana untuk memanfaatkan lebih banyak informasi tambahan yang dikumpulkan Kepler tentang bintang-bintang, Dressing menjelaskan.

Gagasan kelimpahan planet ini menarik karena beberapa alasan, kata Dressing. Pertama, itu berarti ada lebih banyak tempat di galaksi kita di mana kehidupan dapat berevolusi. Tapi itu juga bisa "mengubah gambaran kita tentang bagaimana planet terbentuk di tempat pertama, " tambahnya.

Studi baru juga bisa menjadi awal dari kolaborasi yang tepat waktu. Satelit Survei Transit Exoplanet akan diluncurkan pada Maret 2018 untuk mengintip bintang-bintang terdekat dalam perburuan badan pengorbit. "Kumpulan data itu akan sangat besar, sehingga jika kita dapat menggunakan alat komputasi yang canggih dan jaringan saraf untuk mengklasifikasikan planet, kita akan jauh lebih jauh dalam mengkarakterisasi planet daripada kita jika kita mengandalkan mata manusia [sendiri] ], "Kata Dressing. Baginya, temuan terbaru ini" menyoroti keuntungan menyatukan orang-orang dari berbagai keterampilan untuk melihat masalah baru. "

Bagaimana AI Menemukan Sistem Surya Delapan Planet Pertama Di Luar Sistem Kita