شكل توضيحي للكشف عن ناسا كيبلر. بدأ التحقيق في عام 2009 للبحث عن الكواكب خارج المجموعة الشمسية. شكل توضيحي: WENDY STENZEL، AMES RESEARCH CENTER / NASA

المؤلف: نادية دريك

للمرة الأولى في علم الفلك ، درب العلماء الذكاء الاصطناعي لفحص كميات هائلة من البيانات التي تم جمعها بواسطة التلسكوبات ، والنتيجة كشفت بالفعل عن كوكب جديد تمامًا.

وقد تم إخفاء هذا الكوكب المكتشف حديثا ، والذي يحمل الاسم الرمزي "كيبلر -90 آي" ، في بيانات جمعتها أجهزة الكشف عن كيبلر التابعة لناسا. يدور الكوكب الذي يبعد حوالي 2500 سنة ضوئية عن الأرض حول نجم له سبعة كواكب أخرى. لذلك ، يحتوي نظام Kepler-90 على العديد من أوجه التشابه مع نظامنا الشمسي.

وقال بول هيرتز من ادارة الطيران والفضاء الامريكية (ناسا) في مؤتمر صحفي يعلن الاكتشاف "أثبت كبلر مثلنا أن معظم النجوم لها كواكب." اليوم ، أكدت كيبلر أن النجوم ، مثل نظامنا الشمسي ، لديها عائلة ضخمة من الكواكب.

قبل أيام قليلة من المؤتمر الصحفي ، ربما كان التعصب الإعلامي قد اكتشف حياة خارج كوكب الأرض. ليس من المستغرب أن تكون الأخبار غير موثوقة تمامًا ، ولكنها تثبت للجانب أن التعلم الآلي يمكن أن يساعدنا في معرفة المزيد عن الكوكب المثير المحتمل في المجرة بأكملها.

البحث في بحر النجوم

ويحدق المسبار كبلر الذي أطلق في عام 2009 بقطعة صغيرة من 150 ألف نجم في السماء لمدة أربع سنوات كاملة. مهمتها هي البحث عن عوائق صغيرة للنجوم عندما يمر الكوكب أمام النجم. عندما يجد العلماء مثل هذه الإشارات الصغيرة في بياناتهم ، يمكنهم معرفة حجم الكوكب ومدى كونه من نجمه الأم.

حتى الآن ، أكدت أجهزة كشف كيبلر وجود 2525 كواكبًا واكتشاف المزيد من الكواكب في بياناتها. ومع ذلك ، ليس من السهل تأكيد وجود كوكب. بالنسبة للإنسان ، فإن التمشيط اليدوي لكميات كبيرة من بيانات كيبلر هو مهمة لا يمكن التغلب عليها ، لأن هذه البيانات تحتوي على 10 أو نحو ذلك 8 مدارات كوكبية محتملة. بالإضافة إلى ذلك ، ضعف الضوء النجمي ، وليس بالضرورة جميع الكواكب: البقع الشمسية النجمية ، النجوم الثنائية والأجسام السماوية الأخرى من المرجح أن يكون لها نفس تأثير الكواكب على تغطية النجوم.

ولهذا السبب قرر Chris Shallue من قسم الذكاء الاصطناعي في Google استخدام الشبكات العصبية لحل هذه المشكلة. في السابق ، تم استخدام نهج التعلم الآلي لفحص وتصنيف بيانات دوبلر ، ومع ذلك ، تمكنت الشبكة العصبية في Shallue من توفير خوارزميات أكثر قوة.

قال شالو: "عندما علمت أن كواشف كيبلر جمعت الكثير من البيانات التي لم يتمكن العلماء من الاعتماد عليها فقط على المراجعات اليدوية ، كنت أرغب في استخدام الشبكات العصبية في علم الفلك. كانت فكرتنا استخدام هذه التكنولوجيا في النجوم ، تعليم نظام التعلم الآلي كيف لتمييز الكواكب حول النجوم البعيدة ".

فتح منظور جديد للملاحظة

كما يوحي الاسم ، يتم إنشاء الشبكات العصبية على أساس عمل الدماغ البشري. يمكن للبشر تدريب الشبكات العصبية لتحديد وتصنيف الأشياء ، مثل ما يميز الكلاب من القطط. في نهاية المطاف ، بعد فحص عينات كافية ، يمكن للكمبيوتر فرز القطط والكلاب بأنفسهم.

قام شالو بتدريب شبكة عصبية على التعرف على "بصمة الإصبع" الخاصة بالكوكب. فقد استخرج 15000 عنصرًا كوكبيًا حقيقيًا من قاعدة بيانات كيبلر ، وسمح لنظام الشبكة العصبية بتمييز الفرق بين إشارة كوكب حقيقي وإشارة متخفية ككوكب.

بعد ذلك هي مرحلة التحقق الفعلية. سمح شلو وأندرو فاندربيرج من جامعة تكساس للنظام بتدقيق 670 نجمة معروفة بامتلاكها للكواكب لأنه قد يكون هناك المزيد من الكواكب حول هذه النجوم.

ثم يقومون بإدخال إشارات النظام التي ليست قوية بما فيه الكفاية ولا يمكن التعامل معها من قبل البشر. في هذه الإشارات ، حدد نظام الشبكة العصبية كواكب جديدين. ونشرت النتائج في مجلة علم الفلك.

وقال شالوي "إشارات هذين النجمين ضعيفة وكافة عمليات البحث السابقة غابت عنها."

لا تزال بحاجة لاستكشاف مناطق جديدة

أحد الكواكب هو "كيبلر -80 ج" ، وهو الكوكب السادس المعروف في منزل المجرة. تدور فكرة Kepler-80g حول حجم الأرض وتستغرق 14.6 يومًا لتدور حول نجمها الأم ، في حين أن نجمها الأم أصغر وأصغر من شمسنا.

كما وجدت الشبكة العصبية "Kepler-90i". يستغرق الكوكب ، أكبر قليلاً من الأرض ، أسبوعين لإكمال ثورة. إنه الكوكب الصخري الثالث الموجود في مجرته المضيفة ، في حين أن نجمه الأم أكبر حجما وأشد حرارة من شمسنا. داخل كبلر -90 آي ، هناك كواكب أصغر ، بينما الكواكب التي تدور بالخارج أكبر بكثير.

هذه الكواكب كبيرة ، لكنها كلها "تجمّع" معًا: فالمسافة بين ثمانية كواكب ونجمها الأم هي نفس المسافة بين كوكب الأرض.

وقال فاندربرج: "لا أريد أن أذهب إلى مكان مثل كيبلر -90 آي ، حيث من المرجح أن يكون السطح حارًا جدًا ، وقد حسبنا أنه يحتوي على درجة حرارة متوسطة تبلغ حوالي 427 درجة مئوية".

وأضاف أيضًا أنه قد يكون هناك المزيد من الكواكب التي سيتم اكتشافها على Kepler-90. يخطط هو وشالو لإدخال جميع بيانات كيبلر في نظام الشبكة العصبية ونرى ما هكتار