کشف هشتمین سیاره‌ی منظومه فراخورشیدی کپلر-۹۰ ؛ وقتی ناسا هم گوگل می‌کند!

ستاره‌ای شبه خورشید به نام کپلر-۹۰ هسته مرکزی این منظومه را تشکیل می‌دهد و ۲۵۴۵ سال نوری با زمین فاصله دارد. این منظومه در میان مواردی که تا کنون شناسایی شده‌اند دارای بیشترین تعداد سیاره است و گمانه‌زنی‌ها حاکی از آن است که این تعداد با کشف سیارات بیشتر، می‌تواند بیشتر هم شود.

فرآیند کشف این سیاره به این صورت بود یک سیستم یادگیری ماشینی ساخته شده توسط گوگل داده‌های دریافتی از تلسکوپ‌ فضایی کپلر را دسته بندی می‌کرد. تلسکوپ فضایی کپلر، که همراه با زمین در مداری به دور خورشید می‌گردند، در طول سال‌های فعالیت‌اش بر روی حدود ۱۴۵ هزار ستاره شبه‌خورشید و با هدف کشف سیارات دوردست تمرکز کرده و هم اکنون در فاز دوم ماموریت‌اش (کپلر۲ یا K2) به سر می‌برد.

بیشتر سیارات فراخورشیدی که تلسکوپ فضایی کپلر موفق به کشف آنها شده است در ناحیه کوچکی در صورت فلکی دجاجه (Cygnus) واقع شده اند. تلسکوپ کپلر در چهار سال اولیه فعالیت خود بر روی این صورت فلکی تمرکز کرده بود.

ستاره‌شناسان تا پیش از این به وجود منظومه کپلر-۹۰ پی‌برده، اما موفق به شناسایی سیاره کپلر-۹۰i نشده بودند. از نظر فاصله تا ستاره، به نظر می‌رسد ما در مورد سومین سیاره این منظومه صحبت می‌کنیم که حدودا هر ۱۴ روز یکبار به دور آن می‌گردد. همچنین با دارا بودن دمای سطحی ۹۸۰ درجه سانتی‌گراد، باید از آن به عنوان یک جرم سماوی داغ یاد کرد.

اندرو واندربرگ (Andrew Vanderburg)، ستاره شناس از دانشگاه تگزاس در شهر آستین که در کشف این سیاره دخیل بوده است، در تله کنفرانس خبری ناسا اذعان داشت: ” کپلر-۹۰i سیاره‌ای نیست که ما علاقه‌ای به رفتن و دیدن آن داشته باشیم.”

کرستوفر شالو، مهندس نرم‌افزار در پروژه هوش مصنوعی گوگل (Google AI) که در کشف این سیاره با اندرو واندربرگ همکاری کرده است، می‌گوید: “ما با توسعه تجهیزاتمان در راه کشف این سیاره امکان تاثیرگذاری بیشتر را برای ستاره‌شناسان مهیا کردیم.”

منظومه کپلر-۹۰ یک نسخه کوچک از منظومه شمسی ماست؛ به طوری که سیارات کوچک در بخش درونی و سیارات بزرگ‌تر در بخش بیرونی قرار دارند، اما همه‌ چیز به هم فشرده شده است.

همکاری میان این دو نفر همچنین منجر به کشف سیاره جدید دوم به نام کپلر-۸۰g شد. در راه شناسایی این دو سیاره جدید،‌ یادگیری ماشینی گوگل به چگونگی شناسایی سیگنال‌های موجود در داده‌های تلسکوپ کپلر پی برد؛ به طوری که در طول ۴ تصویر برداری کپلر، این سیستم، با استفاده از فناوری تحت عنوان شبکه عصبی کانولوشن (CNN)، توانست بیش از ۱۴ میلیون نقطه را در تصاویر کپلر مورد پردازش قرار دهد. شبکه عصبی کانولوشن نوعی شبیه‌سازی از فرآیند پردازش اطلاعات مغز انسان است.

ناسا و گوگل می‌گویند این تکنولوژی در آینده با هدف کشف سیارات فراخورشیدی بیشتر، یاری‌‌رسان دانشمندان خواهد بود. در همین زمینه واندربرگ معتقد است، سیستم خورشیدی کپلر-۹۰ احتمالا دارای سیارات بیشتری است که هنوز شناسایی نشده‌اند. او می‌گوید:

در واقع اگر سیارات بیشتری در این منظومه حضور نداشته باشند، من کاملا شگفت‌زده خواهم شد. واقعا وجود یک منظومه هشت سیاره‌ای مانند آنچه زمین ما در آن قرار دارد، فوق‌العاده خوهد بود. این امکان وجود دارد که منظومه‌هایی با تعداد بیشتری سیاره نیز وجود داشته باشند. در این صورت وجود منظومه شمسی ما، امری کاملا عادی خواهد بود.

تا پیش از این تحلیل واندربرگ، آخرین بررسی‌های ناسا از داده‌های به دست آمده توسط کپلر وجود ۲۱۹ دنیای جدید را، در میان ۴ هزار کاندیدایی که توسط کپلر تا کنون شناسایی شده است، تایید می‌کند.

در حال حاضر این سازمان فضایی مجموعا وجود ۲۵۲۵ سیاره فراخورشیدی را تایید کرده است که در این میان حدود ۱۰ مورد از آنها سنگی، هم‌اندازه زمین و با پتانسیل زیست‌پذیر بودن برای حیات‌های بیگانه هستند.

تلسکوپ فضایی کپلر از سال ۲۰۰۹ در حال شناسایی سیارات فراخورشیدی است و هزاران نمونه از آنها را کشف کرده است، با این حال تعداد زیادی از آن ها هنوز مورد نایید قرار نگرفته‌اند.

کپلر توانست سیارات فراخورشیدی بسیاری را به کمک روش گذر (Transmit)، یعنی مشاهده جرمی، بدلیل عبور آن از مقابل ستاره میزبانش، کشف کند و به همین جهت به شکارچی سیارات فراخورشیدی شهره شده است.  این سیارات در ابتدا بوسیله سایر تلسکوپ‌ها و از طریق اندازه گرفتن “همگرایی گرانشی” سیاره بر ستاره میزبان خود کشف می‌شدند.

همواره در روش گذر کاملا بر ما مشخص نیست که آیا این سیگنال‌های دریافتی از سوی سیارات هستند یا خیر. اگر این سیگنال‌ها ضعیف باشند، ممکن است در نتیجه گذر یک ستاره دورتر و یا جرمی دیگر باشند. به همین دلیل است که همه‌ی موارد شناسایی شده توسط کپلر را به جرئت نمی‌توان در زمره سیارات فراخورشیدی قرار داد. حال امروزه با استفاده از تکنولوژی شبکه عصبی گوگل، دانشمندان ناسا قادر خواهند بود با سرعت و موفقیت بیشتری به غربال کردن داده‌های دریافتی کپلر بپردازد.

همان‌گونه که انتظار داشتیم اکتشافات هیجان‌انگیزی در پس داده‌هایی که کپلر به دست آورده ، پنهان شده است. این یافته جدید نشان می‌دهد در سال‌های آتی، این داده‌ها گنجینه‌ای ارزشمند برای محققان نوآورد به شمار خواهد رفت.

با استفاده از این تکنیک جدید دانشمندان امیدوارند، سیارات فراخورشید بیشتری را در میان داده‌های کپلر به دست آورند. ماموریت کپلر فراتر از برنامه زمانی‌اش پیشرفت و تا پایان ماه مه ۲۰۱۳ به فعالیت خود ادامه داد. زمانی که تعداد نیمی از چهار چرخ واکنشی‌اش (ژیروسکوپ؛ وسیله برای حفظ جهت) را از دست داد.

این تلسکوپ برای قرارگیری و ماندن در مسیر مستقیم حرکتش به حداقل سه ژیروسکوپ نیازمند است. با این حال در این زمان ناسا اعلام کرد که این تلسکوپ در سلامت کامل به سر می‌برد و برای تحقق ایده‌های جدید در ماموریتش، نیازمند بررسی‌های بیشتر بر روی سخت‌افزارها است.

ناسا در پاسخ به افرادی که عنوان کرده بودند وجود سیستم هوش مصنوعی گوگل (Google AI) منجر به ایزوله شدن ستاره‌شناسان خواهد شد، اعلام کرده است که جای هیچگونه نگرانی نیست.

جسی داتسون (Jessie Dotson)، دانشمند پروژه کپلر در مرکز تحقیقات ایمز (Ames Research Center) ناسا در سیلیکون ولی، توضیح داد که ستاره‌شناسان همواره قبل از آنکه اطلاعات را به شبکه عصبی وارد کنند، می‌بایست اجرام را طبقه بندی‌ کرده و بدین وسیله به سیستم هوش مصنوعی گوگل بیاموزند که چگونه باید داده‌های جدید را تجزیه و تحلیل کند.

این یک همکاری مشترک میان ستاره‌شناسان و هوش مصنوعی خواهد بود. این دو همواره در کنار هم هستند. نتایج این تحقیق در مجله The Astrophysical Journal به چاپ رسیده است.