佐治亞大學(xué)的一項新研究表明，人工智能可以用來尋找太陽系外的行星。最近的研究表明，機(jī)器學(xué)習(xí)可以用來尋找系外行星，這些信息可以重塑科學(xué)家探測和識別離地球很遠(yuǎn)的新行星的方式。
“關(guān)于這一點的一件新事是分析行星仍在形成的環(huán)境，”UGA富蘭克林藝術(shù)與科學(xué)學(xué)院物理和天文學(xué)系的博士生，該研究的主要作者Jason Terry說?！皺C(jī)器學(xué)習(xí)很少應(yīng)用于我們以前使用的數(shù)據(jù)類型，特別是用于觀察仍在積極形成行星的系統(tǒng)。
第一顆系外行星于1992年被發(fā)現(xiàn)，盡管已知存在5000多顆系外行星，但這些是科學(xué)家最容易找到的。由于兩個主要原因，很難看到處于形成階段的系外行星。它們離地球太遠(yuǎn)，通常離地球幾百光年，它們形成的圓盤非常厚，比地球到太陽的距離還要厚。數(shù)據(jù)表明，行星往往位于這些圓盤的中間，傳達(dá)了行星揚起的塵埃和氣體的特征。
研究表明，人工智能可以幫助科學(xué)家克服這些困難。
“這是一個非常令人興奮的概念證明，”天體物理學(xué)助理教授，系外行星和行星形成研究小組的首席研究員，該研究的共同作者Cassandra Hall說?！斑@里的力量在于，我們只使用計算機(jī)模擬生成的合成望遠(yuǎn)鏡數(shù)據(jù)來訓(xùn)練這個人工智能，然后將其應(yīng)用于真實的望遠(yuǎn)鏡數(shù)據(jù)。這在我們的領(lǐng)域以前從未做過，并為詹姆斯韋伯望遠(yuǎn)鏡數(shù)據(jù)的大量發(fā)現(xiàn)鋪平了道路。
美國宇航局于 2021 年發(fā)射的詹姆斯韋伯太空望遠(yuǎn)鏡開創(chuàng)了紅外天文學(xué)的新水平，為科學(xué)家分析帶來了令人驚嘆的新圖像和大量數(shù)據(jù)。這只是該機(jī)構(gòu)尋找系外行星的最新版本，這些系外行星不均勻地散布在整個銀河系中。
南?！じ窭姿埂ち_馬天文臺(Nancy Grace Roman Observatory)是一架計劃于2027年發(fā)射的2.4米巡天望遠(yuǎn)鏡，它將尋找暗能量和系外行星，這將是下一次重大擴(kuò)展，以梳理宇宙的生命。
韋伯望遠(yuǎn)鏡為科學(xué)家提供了以極其明亮的高分辨率觀察系外行星系統(tǒng)的能力，在確定由此產(chǎn)生的太陽系時，形成環(huán)境本身就是一個非常有趣的主題。
“好數(shù)據(jù)的潛力正在爆炸，所以這對這個領(lǐng)域來說是一個非常激動人心的時刻，”特里說。
新的分析工具至關(guān)重要
迫切需要下一代分析工具來迎接這些高質(zhì)量的數(shù)據(jù)，因此科學(xué)家們可以將更多時間花在理論解釋上，而不是仔細(xì)梳理數(shù)據(jù)并試圖找到微小的簽名。
“從某種意義上說，我們只是變成了一個更好的人，”特里說?！霸诤艽蟪潭壬?，我們分析這些數(shù)據(jù)的方式是，你有一個特定的磁盤有幾十個、幾百個圖像，你只是瀏覽并問'這是一個擺動嗎?'然后運行十幾個模擬，看看這是否是一個擺動，然后......很容易忽視它們——它們真的很小，這取決于清潔，所以這種方法一，非?？?，二，它的準(zhǔn)確性得到了人類會錯過的行星。
特里說，這就是機(jī)器學(xué)習(xí)已經(jīng)可以完成的事情——提高人類節(jié)省時間和金錢的能力，并有效地指導(dǎo)科學(xué)時間、投資和新提案。
“在科學(xué)界，特別是一般的天文學(xué)中，仍然存在著對機(jī)器學(xué)習(xí)和人工智能的懷疑，對它是一個黑匣子的有效批評 - 你有數(shù)億個參數(shù)，不知何故你會得到答案。但我們認(rèn)為，我們已經(jīng)在這項工作中非常有力地證明了機(jī)器學(xué)習(xí)可以勝任這項任務(wù)。你可以爭論解釋。但在這種情況下，我們有非常具體的結(jié)果證明了這種方法的力量。
研究團(tuán)隊的工作旨在為觀測數(shù)據(jù)的未來應(yīng)用奠定堅實的基礎(chǔ)，通過使用模擬觀測來證明該方法的有效性。
該研究發(fā)表在《天體物理學(xué)雜志》上。
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