QQ在線
企業(yè)微信
資訊
236近期，由中國科學院上海天文臺的葛健教授領(lǐng)導的一個國際科研團隊，在運用人工智能技術(shù)分析開普勒太空望遠鏡于2017年發(fā)布的恒星光度數(shù)據(jù)中，取得了突破性成果，他們發(fā)現(xiàn)了5顆前所未有的超短周期行星。這些行星的直徑均小于地球，且圍繞其主星旋轉(zhuǎn)的周期不足一天，其中4顆與火星大小相仿，是迄今為止探測到的距離主星最近的微型行星。這一發(fā)現(xiàn)標志著天文學家首次利用人工智能技術(shù)，在同一過程中既搜尋到疑似信號又成功識別出真實信號，相關(guān)研究成果已在《皇家天文學會月報》（MNRAS）這一國際天文學權(quán)威期刊上發(fā)表。
藝術(shù)構(gòu)想圖示展示了這些新發(fā)現(xiàn)的、類似火星大小的超短周期系外行星。由于它們與主星的距離極近，這些行星的表面溫度極高，同時受到強烈的潮汐力作用，導致其內(nèi)部結(jié)構(gòu)和表面形態(tài)受到擠壓，可能引發(fā)頻繁的火山活動。（繪圖：石琰）
超短周期系外行星的概念自2011年起，便隨著開普勒太空望遠鏡的光度數(shù)據(jù)而進入科學視野，為行星形成理論帶來了新的視角和挑戰(zhàn)，促使科學界重新評估并完善了現(xiàn)有的行星系統(tǒng)形成與演化模型。
葛健教授指出，超短周期行星的發(fā)現(xiàn)對于研究行星系統(tǒng)的早期發(fā)展階段、行星間的相互作用以及恒星與行星間的動態(tài)關(guān)系（包括潮汐力和大氣侵蝕效應(yīng)）具有重要意義。這類行星可能并非在其當前位置形成，而是經(jīng)歷了從更遠軌道向內(nèi)的遷移?？紤]到這些行星的主星在其早期形成階段體積遠大于現(xiàn)在，那些原本就靠近恒星的超短周期行星若在那個時期就已存在，很可能已被主星吞噬。此外，鑒于超短周期行星往往伴隨著軌道周期較長的外部行星被發(fā)現(xiàn)，科學家推測，超短周期行星的起源可能與行星間的相互作用有關(guān)，這些相互作用將超短周期行星重新安置到了它們現(xiàn)在緊鄰主星的軌道上，這些軌道在恒星形成初期可能原本由恒星自身占據(jù)。另外，這種軌道遷移也可能是由原行星盤的相互作用或與主星的潮汐相互作用所驅(qū)動的。
然而，超短周期行星在類似太陽的恒星周圍相對罕見，發(fā)生率僅為約0.5%，通常其半徑小于地球的兩倍，或是在極端情況下，如超熱木星，其半徑可超過地球的十倍。迄今為止，人類總共僅探測到145顆超短周期行星，其中僅30顆的半徑小于地球。葛健表示：“由于樣本量有限，我們對超短周期行星的了解仍然非常有限，難以準確掌握它們的統(tǒng)計特征和出現(xiàn)率?！?
這項新研究為探索超短周期行星提供了創(chuàng)新的途徑——研究團隊開發(fā)了一種結(jié)合圖形處理器（GPU）相位折疊技術(shù)和卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的深度學習算法。普林斯頓大學的天體物理學家喬西·溫教授對此評論道：“超短周期行星，或稱‘熔巖世界’，因其極端且出人意料的特性，為我們揭示了行星軌道隨時間變化的線索。我曾以為開普勒數(shù)據(jù)中的凌星信號已被充分挖掘，不會再有新行星被發(fā)現(xiàn)。但這項新技術(shù)的應(yīng)用成就令我深感震撼?！?
葛健透露，這項工作的實際啟動可追溯至2015年。當時，在佛羅里達大學計算機系李曉林教授的啟發(fā)下，他們開始嘗試將人工智能的深度學習技術(shù)應(yīng)用于開普勒發(fā)布的光度數(shù)據(jù)，以期發(fā)現(xiàn)傳統(tǒng)方法遺漏的微弱凌星信號。經(jīng)過近十年的不懈努力，他們終于迎來了首次重大發(fā)現(xiàn)?！耙诤Ａ康奶煳臄?shù)據(jù)中利用人工智能挖掘出極為罕見的新天體，不僅需要創(chuàng)新的人工智能算法，還需要基于新發(fā)現(xiàn)現(xiàn)象的物理特征構(gòu)建的大量人工數(shù)據(jù)集進行訓練，以確保能夠快速、準確且全面地探測到這些在傳統(tǒng)方法下難以捕捉的微弱信號?！备鸾娬{(diào)。
