科學(xué)家通過開普勒天文望遠(yuǎn)鏡新發(fā)現(xiàn)了數(shù)百顆系外行星。該結(jié)果來(lái)自NASA和JPL-Caltech兩家機(jī)構(gòu)。在2021年11月，系外行星的數(shù)量迎來(lái)飛躍，天文學(xué)家宣布301顆新的系外行星被發(fā)現(xiàn)，366顆待確認(rèn)。開普勒望遠(yuǎn)鏡于2009年發(fā)射并升空，在2018年底耗盡燃料后結(jié)束任務(wù)。但是，科學(xué)家們?nèi)匀辉谕诰蜷_普勒望遠(yuǎn)鏡所記錄的數(shù)據(jù)，不斷探索著遙遠(yuǎn)的宇宙。

NASA的科學(xué)家在2021年1月17日在《天文物理期刊》上發(fā)表了兩篇同行評(píng)議論文的第一篇，來(lái)在UCLA的科學(xué)家在同一期刊上2021年11月23日發(fā)表了第二篇。兩篇都可在arXiv上先行瀏覽。

總的來(lái)說，開普勒任務(wù)是極其成功的，到2021年12月6日，天文學(xué)家確認(rèn)了4888顆系外行星。毫不夸張的說，開普勒憑借一己之力發(fā)現(xiàn)大部分已知的系外行星。

系外行星系統(tǒng)軌道內(nèi)的行星大小從地球一般大到比木星大的都有，有些行星運(yùn)行軌道甚至比水星到太陽(yáng)的軌道距離還近，還有些亞海王星軌道的行星大小在地球和海王星之間，這樣的行星在我們太陽(yáng)系是不存在的。

NASA研究小組使用一個(gè)叫做ExoMiner的程序發(fā)現(xiàn)301顆已經(jīng)確認(rèn)的行星。同時(shí)，UCLA大學(xué)的天文學(xué)家用新算法發(fā)現(xiàn)了366顆待確認(rèn)的行星。

開普勒使用凌日法探測(cè)地外行星。當(dāng)一顆行星經(jīng)過恒星面前時(shí)，在我們看來(lái)恒星的亮度就會(huì)降低，這樣科學(xué)家們就可以通過測(cè)量來(lái)觀測(cè)到更多數(shù)據(jù)。

ExoMiner是一個(gè)利用NASA超級(jí)電腦運(yùn)行的深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)?？茖W(xué)家利用該網(wǎng)絡(luò)來(lái)判斷亮度的波動(dòng)到底是真的有行星從恒星面前經(jīng)過還是由測(cè)量誤差引起。NASA艾姆斯研究中心系外行星科學(xué)家詹金斯說，ExoMiner并不是獨(dú)自作戰(zhàn)，相反，他需要背后大量的數(shù)據(jù)處理工作，這些工作異常耗時(shí)。

與其他的系外行星探測(cè)方法不同，ExoMiner探測(cè)方法并不是一個(gè)黑箱方法，決定探測(cè)到的是否是系外行星并不神秘，我們能很輕易的通過數(shù)據(jù)解讀來(lái)判斷探測(cè)的結(jié)果。ExoMiner通過分析開普勒數(shù)據(jù)檔案中的數(shù)據(jù)來(lái)發(fā)現(xiàn)新的系外行星，此前，科學(xué)家們已經(jīng)從開普勒科學(xué)運(yùn)行中心的系統(tǒng)中知道了這些行星，但是并未得到確認(rèn)。通過ExoMiner的分析確認(rèn)了這些行星就是系外行星。

ExoMiner項(xiàng)目負(fù)責(zé)人哈米德說當(dāng) ExoMiner 確定某物體是一顆行星時(shí)，可以肯定得說它就是一顆行星，ExoMiner 精確度很高，并且在某些方面比現(xiàn)有的機(jī)器和人類專家更靠譜，盡管人類專家對(duì)此仍有偏見。詹金斯補(bǔ)充到：這301顆新發(fā)現(xiàn)得系外行星能夠幫助我們更好的了解太陽(yáng)系以外的行星以及他們的恒星系統(tǒng)，這使得我們的太陽(yáng)系在宇宙中如此的獨(dú)一無(wú)二。

第二天，來(lái)自UCLA的天文學(xué)家宣稱他們從開普勒的數(shù)據(jù)中分析出366顆待確定的系外行星。UCLA合作作者埃里克·帕提古拉介紹說與NASA團(tuán)隊(duì)不同的是，他們使用的是內(nèi)部自行研發(fā)的新算法。發(fā)現(xiàn)數(shù)百顆系外行星的成就固然偉大，但除此之外，我們還需要知道這些發(fā)現(xiàn)怎樣指引我們?nèi)チ私庀低庑行侨后w的整體特征。

帕提古拉以及第一作者詹金斯都是一個(gè)叫做“攀登K2項(xiàng)目”的天文學(xué)家團(tuán)隊(duì)成員。帕提古達(dá)說這個(gè)項(xiàng)目利用的是開普勒任務(wù)K2階段的數(shù)據(jù)，K2階段是用于補(bǔ)償出現(xiàn)機(jī)械故障的最初任務(wù)，最初任務(wù)已于2013年結(jié)束。

K2項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)和詹金斯發(fā)明行星探測(cè)算法對(duì)于理解行星群體來(lái)說是一個(gè)巨大他突破。毫無(wú)疑問，他們將提高我們對(duì)行星形成和演化的過程的理解。最終，所有K2項(xiàng)目的數(shù)據(jù)都被解讀出來(lái)，包括500TB的數(shù)據(jù)和8億張圖片。這些數(shù)據(jù)使用了UCLA的霍夫曼2號(hào)計(jì)算機(jī)集群來(lái)進(jìn)行分析。

除了新發(fā)現(xiàn)系外行星，研究團(tuán)隊(duì)還辨認(rèn)了我們已知的381顆系外行星。在K2項(xiàng)目的數(shù)據(jù)中，研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)了747個(gè)獨(dú)立的待確認(rèn)行星和57個(gè)多星系統(tǒng)。

科學(xué)家們想要去了解什么樣的恒星更容易擁有更多的行星以及由多少恒星系統(tǒng)擁有形成行星所必須的物質(zhì)。就像詹金斯說的，我們需要去更大范圍的恒星，而不是局限于我們的太陽(yáng)。研究每一個(gè)系外恒星系統(tǒng)給研究行星的形成提供了一個(gè)獨(dú)特的視角。

既然我們訓(xùn)練ExoMiner利用開普勒任務(wù)中的數(shù)據(jù)來(lái)分析，那么經(jīng)過微調(diào)后，我們也可以讓ExoMiner去處理其他項(xiàng)目中的數(shù)據(jù)，包括現(xiàn)在正在進(jìn)行的TESS項(xiàng)目，在這上面我們?nèi)匀缓蠛艽蟮奶嵘臻g。

這些新發(fā)現(xiàn)令人振奮，同時(shí)還有更多新世界等著我們?nèi)ヌ剿?。事?shí)上，科學(xué)家估計(jì)單單我們銀河系就蘊(yùn)藏著數(shù)十億顆行星，大部分行星都圍繞著相應(yīng)的恒星公轉(zhuǎn)，同時(shí)也有數(shù)百萬(wàn)或更多顆行星并沒有固定的軌道，他們是宇宙中的流浪行星，在宇宙中孤獨(dú)的游蕩。要知道，像銀行系一樣的星系，宇宙中還有數(shù)十億個(gè)，這不禁讓人感慨，宇宙當(dāng)中到底還有多少未知的世界！

BY: Paul Scott Anderson

FY: 布丁

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