天文学家发现第八颗行星开普勒90

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开普勒-90行星与我们的太阳系具有类似的配置,小行星被发现靠近它们的恒星轨道,而较大的行星则远离它们。在我们的太阳系中,这种模式通常被看作是外层行星形成于太阳系较冷的部分的证据,水冰可以保持稳定并聚集在一起形成越来越大的行星。我们在开普勒90周围看到的模式可能是该系统发生同样过程的证据。学分:美国国家航空航天局/艾姆斯研究中心/ Wendy Stenzel

德克萨斯大学奥斯汀天文学家安德鲁范德伯格和谷歌的克里斯托弗夏尔厄发现了第八颗行星绕开遥远的恒星开普勒90,这个星球颠覆了我们太阳系拥有最多已知行星数量的地位。我们现在处于平局。

新发现的开普勒90i--一个炎热而岩石的行星,每14.4天一次围绕它的恒星旋转一周 - 被发现使用“学会”从美国宇航局的开普勒太空望远镜的数据中找到行星。开普勒通过探测行星在恒星(前面交叉)时发现微弱的亮度变化,找到太阳系外的遥远行星或系外行星。

美国宇航局UT Austin的Sagan研究员Vanderburg和谷歌机器学习研究员Shallue一起训练计算机,学习如何识别太阳系外行星的标记开普勒记录的遥远恒星。与神经元在人脑中的连接方式类似,这个“神经网络”通过开普勒数据筛选出来,从先前错过的第八颗行星绕开普勒90号(一种类似太阳的恒星,距离地球2545光年)星座Draco

Vanderburg说:“自从我们的太阳系行星数千年前被发现以来,我们第一次肯定地知道,我们的太阳系不是大多数行星的唯一记录保持者。

开普勒90号是一颗类似太阳的恒星,但它的八颗行星全部被缩小到与太阳相等的距离。内行星的轨道非常紧密,开普勒90i上的“年”只有14.4天。相比之下,水星的轨道是88天。因此,开普勒90i的平均表面温度为华氏800度,并不像我们所知道的那样是一个可能的生活场所。开普勒90系统的结构暗示,开普勒90周围的八颗行星可能已经形成了更多的行星,就像我们太阳系中的行星一样,然后以某种方式迁移到我们今天看到的轨道上。学分:NASA /艾姆斯研究中心/ Wendy Stenzel

虽然其他行星系统可能比开普勒90系统拥有更多的生命承诺,它将所有八颗行星与地球靠近的恒星比地球靠近太阳。在我们的太阳系中,只有水星和金星在我们的星球和太阳之间运行。大约比地球大30%,开普勒90i与它的恒星非常接近,它的平均表面温度被认为超过800华氏度,与水星相当。最外层的行星,开普勒90小时,是一个约为木星大小的天然气巨人,盘旋着331.6天的“年份”。

“开普勒-90星系统就像我们太阳系的迷你版本。你内部有小行星,外面有大行星,但所有东西都靠得更近,“范德堡说。

报道这一发现的研究论文已被接受在“天文学报”上发表。

在开普勒数据中应用神经网络的想法来自加利福尼亚州山景城搜索引擎巨头Google AI的一名高级软件工程师Shallue。在得知像其他科学分支一样,天文学正在迅速淹没数据作为从空间进展中收集数据的技术之后,沙尔恩开始对外行星发现产生兴趣。

这张图显示了开普勒90周围的一个小区域系统在左侧已经被开普勒空间望远镜搜索到。与我们的太阳系相比,我们知道更远的行星,开普勒90可能有更多的行星。如果行星(在蓝色区域)确实存在,那么他们可能不会经历足够多的时间,而开普勒在注视着我们知道他们在那里。学分:美国国家航空航天局/艾姆斯研究中心/ Wendy Stenzel

“如果数据太多,人类无法自己搜索数据,那么机器学习真的会发光,”Shallue说。

例如,开普勒的四年数据集包含大约2千兆字节行星轨道。为了验证行星最有前途的信号,通常会使用自动化测试或有时人眼,但通常在此过程中会漏掉最弱的信号。因此,夏尔和范德堡认为,可能会有一些更有趣的外行星发现潜藏在数据中。

两人开发了一个神经网络,用于搜索开普勒数据以寻找新行星。首先,他们训练了神经网络,以便从开普勒系外行星目录中的一组15000个先前审查过的信号中识别出系外行星。然后,研究人员利用神经网络探测到转换的系外行星模式,在670个星系中指出了他们的模型,该系统已经拥有多个已知的行星,并搜索到较弱的信号。他们的假设是,多行星系统将是寻找更多系外行星的最佳场所。

开普勒90号在2013年已经成为开普勒确定的第一个七行星系统,但第八颗行星的信号非常弱,以前的方法错过了。

Vanderburg说:“我们得到了很多关于行星的误报,但也有可能是更真实的行星。 “就像在岩石中筛选珠宝一样。如果你有更细的筛子,那么你将会捕获更多的石块,但是你也可能会捕获更多的珠宝。“

开普勒90i不是这个神经网络筛选出的唯一宝石。在开普勒80系统中,他们发现了第六颗行星。这个地球大小的开普勒80克和它的四个邻近行星形成了所谓的“谐振链”,在这个链条中,行星被相互引力锁定在有节奏的轨道上。其结果是一个非常稳定的系统,类似TRAPPIST-1系统中的七颗行星,精确平衡,开普勒80g年的长度可以用数学来预测。

这项工作部分根据与加州理工学院/喷气推进实验室的合同进行,由美国国家航空和宇宙航行局通过萨根奖学金计划资助并由美国航天局外行星科学研究所执行。

来源:得克萨斯大学

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