ИИ превзошел астрономов в эффективности определения выживаемости экзопланет

Прошло уже тридцать лет с того момента, как было получено первое научное доказательство существования планет за пределами Солнечной системы. К моменту этой публикации официальный статус экзопланет получили 3767 объектов при общем числе кандидатов более 4500.

Большинство из этих планет представляют собой очень суровые и совершенно точно непригодные для жизни миры, однако некоторые из них, по мнению ученых, все же могут обладать подходящими условиями для ее возникновения. По крайней мере они не слишком горячие и в то же время не слишком холодные для того, чтобы поддерживать наличие воды на их поверхности в жидкой форме. А вода, как известно, является одним из источников жизни.

Разумеется, основная причина поиска новых экзопланет заключается в поиске жизни за пределами Земли. Зачем же еще тратить огромные деньги на строительство новых телескопов и создание новых технологий для изучения космоса? Поэтому ученые из Колумбийского университета (США) разработали новую систему, которая может упростить «охоту» за потенциально обитаемыми мирами. Используя алгоритмы машинного обучения, исследователи создали технологию, позволяющую более эффективно определять возможность выживания той или иной экзопланеты в условиях стабильной орбиты.

В этой работе исследователи сконцентрировали свое внимание на так называемых «Татуинах», или экзопланетах, вращающихся вокруг двойных звезд, прямо как родной пустынный мир Люка Скайуокера из «Звездных войн». Формально известные в научных кругах как циркумбинарные планеты, они могут подвергаться колоссальным орбитальным изменениям, поскольку всегда находятся в гравитационном пуле сразу двух звезд. Притягиваясь то к одной звезде, то к другой, они рискуют со временем быть выброшенными из системы, а в худшем случае – упасть на одно из своих светил.

Ученые вывели уравнение, помогающее определить долговременность стабильности орбиты циркумбинарных планет, однако, по мнению Криса Лама, главы разработки, о которой сегодня идет речь, это уравнение не может дать точных данных с учетом всех возможных обстоятельств.

«Проблема в том, что при наличии в системе трех или более тел движение становится «хаотичным», как говорят физики и математики», — комментирует Лам.

«Поэтому существуют пограничные случаи, когда уравнение предсказывает то, что система является нестабильной, когда она на самом деле стабильна, и наоборот. Мы посчитали, что справиться с этой проблемой нам поможет нейросеть».

Способность предсказания того, будет ли планета выброшена за пределы своей системы – не просто прихоть, это дополнительная возможность для определения потенциала обитаемости того или иного мира. В конце концов для появления и развития жизни, по крайней мере той, которая имеется на Земле, потребовалось несколько миллиардов лет. Другими словами, для нее не будет никаких шансов, если речь идет о планете, блуждающей в космосе и не привязанной к своему светилу.

Для более эффективного метода определения выживаемости «Татуинов» Лам и его коллеги создали алгоритм машинного обучения, который ученые натренировали с помощью 10 миллионов смоделированных подобных планет. Как отмечает Лам, спустя несколько часов экспериментов и настройки система смогла превзойти точность традиционного уравнения «по всем параметрам».

Ученые ожидают, что новый космический телескоп TESS аэрокосмического агентства NASA, недавно успешно выведенный на орбиту, сможет обнаружить множество новых циркумбинарных планет, и разработка исследователей из Колумбийского университета, считает Лам, сможет помочь в исследовании этих миров.

«Наша модель поможет астрономам понять, какие регионы лучше всего подходят для поиска планет вокруг двойных систем. Это, надеюсь, поможет нам не только открыть новые экзопланеты, но и лучше понять их особенности», — отметил ученый.