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AI立功,发现“第二太阳系”

2017-12-17 9:37:32 来源:山东商报

        “第二个太阳系”出现了,美国航天局日前宣布,通过分析开普勒太空望远镜的观测数据,在距离地球2545光年的开普勒90星系中,又发现了第8颗行星,这使得开普勒90与太阳系并列成为行星数量最多的星系。这个发现的重要性还在于它第一次使用了神经网络人工智能技术。

开普勒-90星系(上)与太阳系(下,左三为地球)的对比

开普勒太空望远镜


  神经网络人工智能立下大功

  北京时间14日,美国宇航局举行新闻发布会,正式宣布在一个恒星周围发现有8颗行星组成的行星系统。在此之前,我们生活的太阳系是已知行星数量最多的行星系统,有多达8颗行星围绕太阳运行。但随着发布会上宣布的消息,我们了解到在2545光年之外,在一个名为“开普勒90”(Kepler-90)的恒星周围有着同样数量的行星。
  本次新发现的系外行星名为Kepler-90i,是一颗小质量的岩石行星。比地球大30%左右,每14.4天围绕恒星旋转一圈。该星系最外层的行星是一颗木星大小的气体巨行星,公转时间为331.6天,与地球类似。
  这个发现的重要性还在于它第一次使用了神经网络人工智能技术。研究人员介绍说,他们首先利用1.5万个开普勒信号训练神经网络识别系外行星,在神经网络“学会”后将它应用于670个此前已用其他方法找过行星的星系。这些星系都拥有多个行星,并被认为能找到更多行星。
  美国宇航局天体物理学部门主管保罗·赫兹表示:“正如我们所料,在我们之前已经分析过的开普勒望远镜数据中仍然隐藏着令人兴奋的新发现,等待着采用合适的新工具或者新技术去揭示它。”他说:“这一发现表明我们的这些数据在未来多年内都将是开展创新研究的珍贵宝藏。”
  在这次发现中,研究人员克里斯托佛·沙律和安德鲁·范德伯格训练一台计算机学习如何去对开普勒望远镜获得的海量恒星亮度数据进行分析,利用计算机系统的强大计算能力对开普勒望远镜获取的海量数据进行自动化筛选,并最终在已经被归档的数据中发现了一个此前在进行人工分析时被忽略的微弱异常信号,证明这是天龙座方向上,恒星开普勒90周围存在的第8颗行星。

  新星系拥有生命可能性不大


  尽管行星数量相同,但是从这张轨道示意图上可以清楚看到,开普勒90系统的范围要小得多,几乎就像迷你版的太阳系。其最外侧的那颗行星的轨道几乎才达到地球轨道的半径距离。
  相比开普勒90系统,其他行星系统或许在孕育生命方面会更加有优势。此次发现的新的系外行星Kepler-90i比地球大约大出30%,它距离恒星很近,其表面温度高达427摄氏度,与太阳系中的水星类似。研究人员认为这个星系拥有生命的可能性不大。
  范德伯格是美国宇航局萨根博士后研究员,来自德州大学奥斯汀分校。他说:“开普勒90系统就像迷你版本的太阳系。你会发现较小的行星在里侧,而较大的行星在外侧,但整个行星系的尺度好像被压缩了,成了一个迷你版本。”
  沙律是谷歌公司下属“谷歌人工智能”(Google AI)的高级软件工程师,他想到利用神经网络技术对开普勒望远镜的数据进行分析。他在了解到天文学正和其他学科一样,随着数据采集技术的不断升级,开始陷入被海量数据淹没,难以招架的地步之后,开始对系外行星搜寻产生浓厚兴趣,并开始思考如何运用自己掌握的计算机技术知识来帮助天文学家们应对这一困境。
  沙律表示:“当数据太多,人工分析难以招架时,神经网络人工智能技术的用武之地就来了。”

  “行星神探”差点因故障死亡

  2009年,耗资9亿美元的开普勒太空望远镜升空,是世界上第一个专门用于搜寻太阳系外类地行星的航天器,有“行星神探”之称。2013年曾因反应轮故障而被宣布“死亡”,但最终美国航天局成功让其“复生”。开普勒在头4年里找到了3.5万个疑似行星信号,科学家运用自动化技术甚至人眼分析核实这些信号,但其中的弱信号往往被遗漏。
  Kepler-90i并非这一神经网络系统找到的唯一“宝石”。在开普勒80系统中,他们还找到了这一系统内的第六颗行星。这颗编号为Ke-pler-80g的系外行星大小与地球类似,它和与它同属一个行星系统的另外4颗行星处于一个共振系统内。这样将造就一个极为稳定的系统,类似之前引发轰动的,拥有7颗行星的TRAPPIST-1系统。韩静

  镜头

  美国“二手”火箭和飞船同返太空

        航天可重复使用时代开启

  美国太空探索技术公司15日第一次利用“二手”火箭,向国际空间站发射一艘“二手”货运飞船,朝着火箭和飞船全部可重复使用的目标迈出一大步。
  美国东部时间10时36分(北京时间23时36分),太空探索技术公司的“猎鹰9”火箭托举“龙”飞船从佛罗里达州卡纳维拉尔角空军基地升空。该火箭第一级和飞船分别于2017年6月和2015年4月使用过一次。
  此前,太空探索技术公司曾3次利用“二手”火箭发射卫星,利用“二手”飞船为空间站送“快递”也有过一次,但“二手”火箭和飞船同返太空还是第一次。“这是快速而可靠的可重复使用时代的开始,”太空探索技术公司项目经理杰茜卡·詹森在发射前的记者会上说,“从长远来看,可重复使用将大大降低进入太空的成本,这是未来人类探索宇宙的需求。我们希望能把成千上万的人送入太空,而不是仅仅几十个人”。
  美国航天局空间站项目经理柯克·希尔曼说,美国航天局对此次使用的火箭第一级进行“全面评估”后允许其发射,是因为相信它的发射风险系数与全新的火箭第一级没有差别。
  不过,美国航天局也强调,今后该机构对“二手”火箭的使用仍将视个案情况而定。
  这是太空探索技术公司第13次执行空间站补给运送任务。飞船上携带2.2吨物资,其中包括研究微重力环境下肌肉萎缩、植物生长以及研究空间站内微生物情况的实验器材。
  与往常一样,太空探索技术公司再次尝试回收了“猎鹰9”火箭第一级。
  网络视频直播显示,发射约8分钟后,“猎鹰9”第一级稳稳降落回卡纳维拉尔角空军基地的一号着陆区,这是太空探索技术公司第20次成功回收火箭第一级。如果一切顺利,“龙”飞船将于两天后抵达空间站。林小春