【业界】程序员也是天文学家?利用机器学习寻找行星

今天,借助望远镜光学、太空飞行、数码相机和计算机等技术帮助,我们有可能探测其他恒星周围的行星。但发现系外行星并不容易。所以我们最近使用了机器学习技术。

几千年来,人们一直仰望星空,记录观察报告,发现行星运行轨迹。早期天文学家通过夜空中看似不规则的运动,发现其中的行星,希腊人称之为“planētai,”或“流浪者”。几个世纪的研究帮助人们了解地球和太阳系中其他恒星围绕太阳运行的轨迹。

今天,借助望远镜光学、太空飞行、数码相机和计算机等技术的帮助,我们有可能将我们的理解扩展到太阳系之外,并探测其他恒星周围的行星。研究这些被称为系外行星的行星有助于人类对宇宙进行深层次的探索。外面还有什么?还有其他的行星和太阳系吗?

尽管技术可以帮助搜索,但发现系外行星并不容易。相比他们的宿主恒星,行星的光芒非常小和黑暗,就像探照灯旁边飞着的萤火虫一样,难以发现…远在数千英里之外。但是在机器学习的帮助下,我们最近取得了一些进展。

天体物理学家寻找太阳系外行星的主要方法之一是通过同时使用自动软件和人工分析NASA开普勒任务的大量数据。开普勒观测了大约20万颗恒星,历时4年,每30分钟拍摄一次,创造了大约140亿个数据点。这140亿个数据点转化为大约2千万亿可能的行星轨道!即使对于最强大的计算机来说,如此大量的信息分析也是一个非常费时费力的过程。为了使这个过程更快更有效,我们转向机器学习。

当一颗绕轨道的行星阻挡了一些光线时,恒星的测量亮度会略有下降。开普勒太空望远镜观测了20万颗恒星的亮度,4年来一直在寻找这些由凌日行星造成的特征信号。

机器学习是教授计算机识别模式的方法,它在理解大量数据方面特别有用。核心观点是让计算机以实例来学习,而不是用特定的规则来编程。

我是一个对空间感兴趣的谷歌人工智能研究员,花费20%的时间在这项工作上(Google有可以有20%的时间内处理自己感兴趣的事情)。在这个过程中,我联系了来自UT Austin的天体物理学家Andrew,合作。我们把这项技术应用到天空中,并教机器学习系统如何识别遥远恒星周围的行星。

使用超过15000个标记开普勒信号的数据集,我们创建了一个TensorFlow模型来区分行星和非行星。为了做到这一点,它必须识别由实际行星引起的模式,而不是由其他物体如星斑和双星所引起的模式。当我们用以前从未见过的信号测试我们的模型时,它正确地识别出哪些信号是行星,哪些信号不是,正确率达到96%。所以我们知道它成功了!

开普勒90i是已发现的第8个围绕开普勒90恒星运行的行星,它成为我们已知的第一个8星系统。

用我们的工作模型,我们拍摄了恒星,用它来寻找开普勒数据中的新行星。为了缩小搜索范围,我们研究了已知的670颗恒星,其中包括已知的两个或更多的系外行星。在此过程中,我们发现了两个新的行星:开普勒80g和开普勒90i。值得注意的是,开普勒90i是第8颗环绕开普勒90恒星运行的行星,这使它成为了除我们自己之外的第一个已知的8行星系统。

我们使用了15,000个标记的开普勒信号来训练我们的机器学习模型来识别行星信号。我们用这个模型在670颗恒星的数据中寻找新的行星,并且发现了之前搜索中漏掉的两个行星。

关于我们新发现的星球的一些有趣的事实:它比地球大30%,表面温度大约800°F,不适合人类生存。它的运行周期是14天,这意味着你每两周就会有一个生日。

到目前为止,我们用模型搜索了20万颗恒星中的670颗。在开普勒数据中可能还有许多未发现的系外行星,新的想法和机器学习等技术将有助于在未来的许多年里推动天体的发现。

原文发布于微信公众号 - ATYUN订阅号(atyun_com)

原文发表时间:2017-12-25

本文参与腾讯云自媒体分享计划,欢迎正在阅读的你也加入,一起分享。

发表于

我来说两句

0 条评论
登录 后参与评论

相关文章

来自专栏量子位

大开眼界:Facebook做了一个会“开眼”的AI,拯救眨眼照片

想象一下,当你带着貌若天仙的女友在海边,她穿着飘逸的波西米亚大摆长裙,海风吹着裙子飞舞,蓦然回首的一刻,露出新垣结衣般的笑容。

16330
来自专栏新智元

PNAS | 神经所龚能、蒲慕明合作研究:恒河猴自我意识最新进展

【新智元导读】“镜像测试”是检测自我识别和自我意识的常用方法,过去只有人类和少数类人猿等通过该测试。中科院神经科学研究所的龚能博士团队与蒲慕明研究员近日发现,当...

32770
来自专栏AI研习社

破译地震的密码?——机器学习算法有望实现地震的精确预测

编者按:本文由图普科技工程师翻译自《Machine-Learning Algorithm Predicts Laboratory Earthquakes》。作者...

36360
来自专栏DT数据侠

空姐如何服务好“上帝”?让这份乘客满意度数据指南告诉你

大数据的应用无处不在,从“文化娱乐”到“职业发展”,再到今天的“交通运输”,大数据的分析与洞察总能带来商业社会巨大价值。本期数据侠Kathryn Bryant...

11700
来自专栏企鹅号快讯

程序员也是天文学家?利用机器学习寻找行星

AiTechYun 编辑:xiangxiaoshan 今天,借助望远镜光学、太空飞行、数码相机和计算机等技术帮助,我们有可能探测其他恒星周围的行星。但发现系外行...

20790
来自专栏镁客网

第一批被AI “变脸” 的人

无论是物理手段,还是生理手段的“变脸”,互联网审美时代里第一批被AI“变脸”的人已经不是天方夜谭。

16530
来自专栏量子位

外星人到底在哪?普利茅斯大学新建AI寻系外生命系统

像1960年物理学家弗里曼·戴森提出的寻找戴森球,以及天文学家尝试从恒星的光变曲线中寻找不可解释的特殊天体等方法,都没有啥定性的结果。

11430
来自专栏新智元

从蔡少棠到王智刚:打造基于忆阻器的类脑深度学习计算机

【新智元导读】 英国 Kent 大学计算机学院院长王智刚教授在刚刚举行的脑科学和类脑计算沙龙,给大家做了题为《建造一台类脑深度学习计算机》的报告。王智刚教授多年...

56160
来自专栏CDA数据分析师

【十二星座(下)】大数据和机器学习揭示人类的天赋究竟从何而来?

? 作者 wwqqer 本文首发经管之家论坛,转载需授权 原文链接:http://bbs.pinggu.org/thread-5953190-1-1....

24160
来自专栏VRPinea

在《蝙蝠侠:阿卡姆VR》中当一个假Hero也是极好的!

293100

扫码关注云+社区

领取腾讯云代金券