Hành trình Khoa học, Không gian và Thời gian!
Năm mươi hành tinh tiềm năng đã được xác nhận bởi một thuật toán máy học mới.
Năm mươi hành tinh tiềm năng đã được xác nhận sự tồn tại của chúng bằng một thuật toán học máy mới do các nhà khoa học của Đại học Warwick phát triển.
Lần đầu tiên, các nhà thiên văn học đã sử dụng một quy trình dựa trên máy học, một dạng trí tuệ nhân tạo, để phân tích một mẫu hành tinh tiềm năng và xác định hành tinh nào là thật và hành tinh nào là ‘giả’ hoặc dương tính giả, tính toán xác suất của từng hành tinh, ứng cử viên để trở thành một hành tinh thực sự.
Kết quả của họ được báo cáo trong một nghiên cứu mới được công bố trên Thông báo hàng tháng của Hiệp hội Thiên văn Hoàng gia (Monthly Notices of the Royal Astronomical Society), nơi họ cũng thực hiện phép so sánh quy mô lớn đầu tiên về các kỹ thuật xác nhận hành tinh như vậy. Kết luận của họ phù hợp với việc sử dụng nhiều kỹ thuật xác thực, bao gồm cả thuật toán học máy của họ, khi xác nhận thống kê những khám phá về hành tinh trong tương lai.
Nhiều cuộc khảo sát ngoại hành tinh tìm kiếm một lượng lớn dữ liệu từ kính thiên văn để tìm dấu hiệu của các hành tinh đi qua giữa kính thiên văn và ngôi sao của chúng, được gọi là quá cảnh. Điều này dẫn đến việc ánh sáng từ ngôi sao mà kính thiên văn phát hiện được, nhưng nó cũng có thể do hệ sao đôi gây ra, nhiễu từ một vật thể trong nền hoặc thậm chí là các lỗi nhỏ trong máy ảnh. Những kết quả dương tính giả này có thể được sàng lọc trong quá trình xác nhận hành tinh.
Các nhà nghiên cứu từ Khoa Vật lý và Khoa học Máy tính của Warwick cũng như Viện Alan Turing đã xây dựng một thuật toán dựa trên máy học có thể tách các hành tinh thật khỏi các hành tinh giả trong các mẫu lớn của hàng nghìn ứng cử viên được tìm thấy bởi các sứ mệnh kính thiên văn như Kepler của NASA và TESS.
Nó được huấn luyện để nhận ra các hành tinh thật bằng cách sử dụng hai mẫu hành tinh lớn đã được xác nhận và dương tính giả từ sứ mệnh Kepler hiện đã nghỉ hưu. Sau đó, các nhà nghiên cứu sử dụng thuật toán trên tập dữ liệu về các ứng cử viên hành tinh vẫn chưa được xác nhận từ Kepler, kết quả là năm mươi hành tinh mới được xác nhận và hành tinh đầu tiên được xác thực bằng máy học. Các kỹ thuật máy học trước đây đã xếp hạng các ứng cử viên, nhưng không bao giờ xác định xác suất ứng viên đó là một hành tinh thật của chính họ, một bước bắt buộc để xác nhận hành tinh.
Năm mươi hành tinh đó trải dài từ các thế giới lớn bằng Sao Hải Vương đến nhỏ hơn Trái đất, với quỹ đạo dài từ 200 ngày đến nhỏ nhất là một ngày. Bằng cách xác nhận rằng năm mươi hành tinh này là có thật, các nhà thiên văn học giờ đây có thể ưu tiên những hành tinh này để quan sát thêm bằng kính thiên văn chuyên dụng.
Tiến sĩ David Armstrong từ Khoa Vật lý Đại học Warwick cho biết: “Thuật toán mà chúng tôi đã phát triển cho phép chúng tôi đưa năm mươi ứng viên vượt qua ngưỡng xác nhận hành tinh, nâng cấp họ thành hành tinh thực. Chúng tôi hy vọng sẽ áp dụng kỹ thuật này cho một lượng lớn ứng viên từ các nhiệm vụ hiện tại và tương lai như TESS và PLATO.
“Về mặt xác thực hành tinh, chưa ai sử dụng kỹ thuật máy học trước đây. Máy học đã được sử dụng để xếp hạng các ứng viên hành tinh nhưng chưa bao giờ trong khuôn khổ xác suất, đó là điều bạn cần để xác thực một hành tinh. Thay vì nói ứng viên nào có nhiều khả năng là hành tinh, giờ đây chúng ta có thể nói khả năng thống kê chính xác là như thế nào. Trường hợp có ít hơn 1% khả năng ứng viên là dương tính giả, nó được coi là hành tinh đã được xác thực.
Tiến sĩ Theo Damoulas từ Khoa Khoa học Máy tính của Đại học Warwick, và Phó Giám đốc, Kỹ thuật Trung tâm Dữ liệu và Nghiên cứu viên Turing tại Viện Alan Turing, cho biết: “Các phương pháp xác suất đối với học máy thống kê đặc biệt phù hợp cho một vấn đề thú vị như thế này trong vật lý thiên văn. đòi hỏi sự kết hợp của kiến thức trước đó – từ các chuyên gia như Tiến sĩ Armstrong – và định lượng độ không chắc chắn trong các dự đoán. Một ví dụ điển hình khi độ phức tạp tính toán bổ sung của các phương pháp xác suất được đền đáp đáng kể. “
Sau khi được xây dựng và đào tạo, thuật toán sẽ nhanh hơn các kỹ thuật hiện có và có thể hoàn toàn tự động, lý tưởng cho việc phân tích hàng nghìn ứng cử viên hành tinh tiềm năng được quan sát trong các cuộc khảo sát hiện tại như TESS. Các nhà nghiên cứu cho rằng nó nên là một trong những công cụ được sử dụng chung để xác nhận các hành tinh trong tương lai.
Tiến sĩ Armstrong cho biết thêm: “Gần 30% các hành tinh được biết đến cho đến nay đã được xác thực chỉ bằng một phương pháp và điều đó không lý tưởng. Việc phát triển các phương pháp mới để xác nhận là điều mong muốn chỉ vì lý do đó. Nhưng máy học cũng cho phép chúng ta làm điều đó rất nhanh chóng và ưu tiên ứng viên nhanh hơn nhiều.
“Chúng tôi vẫn phải dành thời gian đào tạo thuật toán, nhưng một khi điều đó được thực hiện, việc áp dụng nó cho các ứng viên trong tương lai trở nên dễ dàng hơn nhiều. Bạn cũng có thể kết hợp các khám phá mới để cải thiện dần nó.
“Một cuộc khảo sát như TESS được dự đoán sẽ có hàng chục nghìn ứng cử viên hành tinh và lý tưởng nhất là có thể phân tích tất cả chúng một cách nhất quán. Các hệ thống tự động, nhanh chóng như thế này có thể đưa chúng ta đến tất cả các hành tinh đã được xác thực với ít bước hơn cho phép chúng tôi làm hiệu quả. “
Nguồn truyện:
Tài liệu do Đại học Warwick cung cấp . Lưu ý: Nội dung có thể được chỉnh sửa về kiểu dáng và độ dài.
Tham khảo Tạp chí :