Dalekohled Kepler, credit: NASA
Dalekohled Kepler, credit: NASA

Jak už jsme uveřejnili na sociálních sítích, NASA svolala na čtvrtek 14. prosince tiskovou konferenci kvůli novému objevu Keplera. Zatímco obvykle téma tají, nyní tomu tak není. Víme, že půjde o objev exoplanet pomoci umělé inteligence.

Obecným problémem dnešní astronomie je, že všemožné astronomické přístroje chrlí až příliš mnoho dat. Jejich analýzou můžete učinit objev, i když jste sami nic nového nepozorovali. U exoplanet to platí dvojnásob.


Kepler funguje už téměř 9 let. Každých třicet minut změří jasnost desítek tisíc hvězd. K jejich analýze se používají algoritmy, ale těm některé tranzity uniknou.

Proto jsou cenné projekty jako Planet Hunters (hlavní mise) nebo Exoplanet Explorers (mise K2), kde data neprohledává počítač ale mozek (rozuměj veřejnost).

Mozky zafungovaly, tak proč nezapojit ty virtuální? Na tiskové konferenci bude mimo jiné autor nové studie Andrew Vanderburg (The University of Texas) a také Christopher Shallue z Google.

Vanderburg se svými kolegy použil neuronové sítě, aby prozkoumal data z Keplera. O projektu nedávno mluvil na Sagan/Michelson Fellows Symposium. Vědecký článek ještě nevyšel, mohlo se něco změnit a také si musíme počkat na podrobnosti. Tento článek proto berte s rezervou a jako úvod do problematiky, která spatří světlo světa ve čtvrtek.

Kepler objevil nějakých 5000 kandidátů a 2500 potvrzených exoplanet. Může se zdát, že nemá smysl investovat významné zdroje do snahy vymáčknout z dat objev dalších pár planet. Zejména v případě první mise navíc planety od Keplera nejsou moc vhodné k dalšímu výzkumu (jsou moc daleko – tedy u méně jasných hvězd).

Smysl to však má. Jednak se na velkém objemu dat mohou vědci naučit nové způsoby analýz. V případě mise K2 přece jen některé planety mohou být vhodné k dalšímu průzkumu (třeba K2-18) a především jde o statistické analýzy. Data z Keplera nám měla primárně odhalit, jak to s exoplanetami vlastně je. Jsou planety u hvězd běžné? Jak moc? Jaké planety se u hvězd vyskytují nejčastěji?

Na tyto otázky Kepler alespoň z části odpověděl. Tyto odpovědi ale mohou být vždy přesnější!

Neuronové sítě na scéně

Vanderburg a jeho kolegové využili hluboké neuronové sítě a dosáhli opravdu dobrých výsledků. Ukázali, že podobný postup funguje.

Díky využití neuronové sítě se jim povedlo snížit práh detekce. I slabší signály tak mohly být považovány za planetární kandidáty. Samozřejmě se tím zvýšil počet falešných poplachů. A tady právě nastupuje krása neutronové sítě, která se dokáže učit! Situaci tak vědci dostali pod kontrolu a efektivně rozlišili skutečné signály způsobené tranzitem exoplanety od falešných poplachů. Podařilo se jim udržet vysokou spolehlivost.

Neuronové sítě odhalily nové kandidáty v multiplanetárních systémech (u hvězd, které již hostí známou exoplanetu). Celkem analyzovali 275 kandidátů a 147 potvrzených exoplanet z K2. Kromě dat z Keplera využili také spektra z Whipple Observatory.

Mezera je tam!

V červnu letošního roku jsme psali o analýze kandidátů od Keplera, která ukazuje poměrně jednoznačnou mezeru v distribuci exoplanet podle velikosti. Ve vesmíru je hodně planet o velikosti 1,3 Země a 2,4 Země. V intervalu 1,5 a 2,0 poloměrů Země ale počet planet na 100 hvězd klesá. Je dobré zmínit, že se jedná o planety s dobou oběhu kratší než 100 dní.

Neuronová síť analyzovala stejnou distribuci planet ale využila data z mise K2. Výsledek? Mezera tam je a je to vůbec první odhalení této mezery v datech K2.

V případě potvrzených planet není mezera tak dobře patrná, jako když vezeme kandidáty. V případě kandidátů roste jejich počet na 8 planet na 100 hvězd u planet o velikosti asi 1,5 Země a následně klesá až na něco málo přes 3 planety na 100 hvězd u větších poloměrů. Nad 2,0 Země opět výskyt planet roste.

Ve čtvrtek večer buďte na příjmu!