Denník N

Objavili miniatúrnu verziu slnečnej sústavy, NASA oznámila objav ôsmej planéty okolo vzdialenej hviezdy

Planetárny systém Kepler-90 obsahuje –rovnako ako slnečná sústava – osem planét. Foto – NASA/Wendy Stenzel
Planetárny systém Kepler-90 obsahuje –rovnako ako slnečná sústava – osem planét. Foto – NASA/Wendy Stenzel

Keplerov vesmírny ďalekohľad pomohol objaviť nový planetárny systém Kepler-90, ktorý má, rovnako ako slnečná sústava, osem planét. Počas analýzy dát vedcom pomohla technika strojového učenia od Googla.

Slnečná sústava dlho predstavovala planetárny systém s najväčším počtom planét. O uvedené prvenstvo sme prišli tento týždeň.

Vo štvrtok NASA oznámila, že vedci objavili nový planetárny systémy Kepler-90, ktorý obsahuje – rovnako ako naša slnečná sústava – osem planét.

Na rozdiel od nášho systému obiehajú planéty v systéme vzdialenom 2545 svetelných rokov od Zeme svoju materskú hviezdu v omnoho menšej vzdialenosti. Posledná objavená planéta Kepler-90i ju pre svoju malú vzdialenosť od hviezdy obehne už za 14,4 dňa (Merkúr pre porovnanie obehne Slnko za 88 dní).

Pri objave tohto planetárneho systému vedcom pomohlo aj takzvané strojové učenie (z angl. machine learning) od spoločnosti Google. Znamená, že počítače sa dokážu „učiť“ bez toho, aby boli na danú úlohu špecificky naprogramované. V prípade tohto výskumu sa počítače naučili rozpoznať signály exoplanét z dát nameraných Keplerovým teleskopom.

Od manuálnej práce k neurónovej sieti

Keplerov teleskop obieha okolo Slnka takmer v rovnakej vzdialenosti ako Zem s periódou 372,5 dňa. Od svojho vypustenia v roku 2009 do roku 2013 (ukončenie primárnej misie) zmonitoroval vyše 200-tisíc hviezd s doposiaľ neprekonanou presnosťou. V tomto obrovskom množstve dát sa ukrývajú nálezy tisícov exoplanét a kandidátov na planéty. 

Problémom obrovského množstva dát je nielen čas potrebný na ich spracovanie, no aj to, že signál exoplanét sa môže ukrývať vo veľmi slabých signáloch takmer na limite detegovateľnosti. Prvé analýzy robili vedci, ktorí manuálne vymazávali takzvané falošne pozitívne výsledky.

„Presne, ako sme očakávali, v archívnych Keplerových dátach sa ukrývajú vzrušujúce objavy, ktoré čakajú len na správny nástroj, aby sme ich objavili. Tento objav ukazuje, že naše dáta budú po dlhé roky predstavovať hotový poklad prístupný pre všetkých inovatívnych vedcov,“ opísal Paul Hertz, riaditeľ oddelenia pre astrofyziku spoločnosti NASA.

Prechod na automatizovanú analýzu dát je pri množstve údajov prichádzajúcich z teleskopov nevyhnutnosťou. Astronómovia sa preto obrátili na spoločnosť Google a jej technológie strojového učenia.

Umelej neurónovej sieti poskytli vyše 10-tisíc signálov, ktorým vedci pripísali štatút exoplanéty alebo šumu. Pomocou nich sa umelá inteligencia naučila rozpoznávať aj ďalšie dáta. Výsledná neurónová sieť dokáže odlíšiť planétu od šumu s 96-percentnou presnosťou.

Exoplanéty sú planéty obiehajúce okolo inej hviezdy než Slnko. Prvá exoplanéta bola objavená v roku 1992, dnes už poznáme 3564 potvrdených exoplanét v 590 multiplanetárnych systémoch. Vyše 2500 exoplanét bolo objavených vďaka Keplerovmu vesmírnemu teleskopu.

Vyše polovica dnes známych exoplanét bola objavená vďaka Keplerovmu teleskopu. Foto – NASA/Ames Research Center/Jessie Dotson and Wendy Stenzel

Keplerov teleskop hľadá pri hviezdach exoplanéty pomocou merania zmien v intenzitách ich žiarenia, ktoré sú spôsobené prechodom planét popred pozorované hviezdy. Namierený je smerom na súhvezdia Labuť, Lýra a Drak. V zábere má vyše 3-tisíc svetelných rokov. Od spustenia misie K2 sa teleskop mierne pohybuje, na jedno miesto sa „pozerá“ počas približne 80 dní.

Aby dokázal charakterizovať aj menšie kamenné planéty, ktoré by mohli ukrývať podmienky na život, merajú vedci okrem prechodu planéty popred hviezdu (informácia o veľkosti) aj odchýlky od reálneho a vypočítaného času obehu okolo hviezdy (informácia o hmotnosti).

Chýbajúca planéta

Planetárny systém okolo hviezdy Kepler-90 sa veľmi podobá na slnečnú sústavu. V blízkosti hviezdy obiehajú kamenisté a menšie planéty, ktoré sú nasledované studenými plynnými obrami.

Všetky planéty majú veľkosť medzi Zemou a Neptúnom. Svoju hviezdu obiehajú v pomerne malej vzdialenosti, predposledná planéta tohto systému sa od hviezdy nachádza rovnako ďaleko ako Zem od Slnka.

Porovnanie obežných dráh planét systému Kepler-90 a slnečnej sústavy. Foto – NASA/Ames Research Center/Wendy Stenzel

Novoobjavená planéta Kepler-90i obieha svoju hviezdu ako tretia v poradí. Počas predošlých pozorovaní, ktoré identifikovali sedem doteraz známych planét, ju nebolo možné pozorovať.

Teplota na tejto planéte, ktorá sa podobá Zemi, dosahuje približne 400 stupňov a z toho dôvodu nie je pravdepodobne obývateľná. Kepler-90i, planéta najbližšia k hviezde Kepler-90, dosahuje povrchovú teplotu až 700 stupňov.

Neurónová sieť pomohla objaviť aj šiestu planétu okolo hviezdy Kepler-80, ktorú sme doteraz prehliadali.

Objav ôsmej planéty okolo vzdialenej hviezdy. Zdroj – YouTube

Ďalšie objavy

Vyzerá to tak, že nová umelá neurónová sieť, založená na strojovom učení, má potenciál objaviť planéty v už preskúmaných systémoch. Vedci plánujú použiť metódu pri skúmaní viac ako 150-tisíc hviezd; o podobných objavoch preto ešte rozhodne budeme počuť.

Je pravdepodobné, že k objavu nových planét dôjde aj pri systéme hviezdy Kepler-90, doteraz bola preskúmaná iba pomerne úzka oblasť okolo hviezdy.

„Naše výsledky ukazujú stálu hodnotu misie Kepler. Nové možnosti štúdia dát, ako napríklad použitie algoritmov strojového učenia, nám môžu pomôcť výrazne vylepšiť naše chápanie planetárnych systémov okolo iných hviezd. Som si istá, že sa v dátach ukrýva omnoho viac prekvapení,“ vyjadrila sa Jessie Dotson z NASA.

Dostupné z The Astronomical Journal

🗳️ Ak chcete podporiť našu prácu pred druhým kolom volieb aj nad rámec predplatného, môžete to urobiť aj darom.🗳️

Máte pripomienku alebo ste našli chybu? Prosíme, napíšte na [email protected].

Vesmír

Veda

Teraz najčítanejšie