Ponazoritev osmerice okoli zvezde Kepler-90. Velikosti teh planetov so znane. Podobe pa je ustvaril umetnik pri Nasi. Foto: Nasa/Wendy Stenzel
Ponazoritev osmerice okoli zvezde Kepler-90. Velikosti teh planetov so znane. Podobe pa je ustvaril umetnik pri Nasi. Foto: Nasa/Wendy Stenzel

Sistem Kepler-90 je neke vrste mala različica sončnega sistema. Mali planeti so znotraj, veliki na zunanjem delu, le da je vse skupaj stisnjeno precej bolj skupaj.

Andrew Vanderburg, soavtor raziskave
Kepler-90
Vseh osem planetov Kepler-90 se lahko stlači v prostor notranjega Osončja. Foto: NASA/Ames Research Center/Wendy Stenzel
Kepler
Kepler je pregledal drobec Galaksije, pa še v tem prostoru je našel le drobec tam obstoječih eksoplanetov. Ti morajo biti na isti ravnini kot Sonce in opazovana zvezda, da so Keplerju dosegljivi. Foto: Jon Lomberg/Nasa
Popis planetarnih sestavov
Do zdaj znani planetarni sestavi. Foto: NASA/Ames Research Center/Wendy Stenzel/The University of Texas at Austin/Andrew Vanderburg
Kepler
Keplerju so pred leti odpovedali mehanizmi, ki ga usmerjajo v prostoru. Zdaj lahko pregleduje le majhen košček nekdanjega fokusa. Foto: Nasa
Odkritja zunajosončnih planetov
Do zdaj znani zunajosončni planeti po velikosti, času obhoda okoli zvezde in odkriteljskem teleskopu. Foto: NASA/Ames Research Center/Jessie Dotson, Wendy Stenzel
Kepler-90 in Osončje
Primerjava planetov med Osončjem in sestavom Kepler-90. Velikosti planetov so primerljive, medsebojne razdalje pa ne. Foto: NASA/Ames Research Center/Wendy Stenzel
Kepler-90
Teleskop Kepler je pregledal ozek prostor okoli zvezde. V sistemu bi se lahko skrivalo še veliko dodatnih planetov. Foto: NASA/Ames Research Center/Wendy Stenzel

Astronomi so pri 2.545 svetlobnih let oddaljeni zvezdi Kepler-90 odkrili dodaten planet, imenovan Kepler-90i. S tem je skupno število potrjenih planetov pri omenjeni zvezdi naraslo na osem, toliko, kot jih ima tudi naše Osončje. (Seveda brez Plutona, ki je za manjši del astronomske stroke sporen.) Z večjim številom planetov okoli sebe se po dozdajšnjih spoznanjih ne ponaša nobena druga zvezda.
Eksoplanet Kepler-90i (v nadaljevanju le 90i) zelo verjetno ne podpira nobenih oblik življenja. Je namreč vroč kot krušna peč pri dobrih 400 stopinjah Celzija, podobno domačemu Merkurju; to pa zato, ker je tik poleg svoje žareče zvezde, ki jo obkroži enkrat na 14,4 dneva. Pravzaprav je celoten tamkajšnji sistem natrpan; vseh osem članov je zvezdi bližjih, kot je Zemlja Soncu.

"Sistem Kepler-90 je neke vrste mala različica sončnega sistema. Mali planeti so znotraj, veliki na zunanjem delu, le da je vse skupaj stisnjeno precej bolj skupaj," je dejal Andrew Vanderburg, soavtor raziskave, ki bo objavljena v znanstveni publikaciji The Astronomical Journal.

Negostoljubno in predaleč
To pomeni, da so zelo verjetno vsi tamkajšnji planeti prevroči za oblike življenja, kot jih človeštvo danes pozna (a kdo ve, kaj vse odpornega obstaja v širnem vesolju); in so tudi močno predaleč, da bi jih kadar koli obiskali. Razen če človeštvo ne iznajde kakšnega radikalno drugačnega pogona. Najhitrejše potujoči izdelek človeških rok, sonda Voyager 1, namreč premeri približno eno svetlobno leto na 20.000 let. Potovanje do 90i bi potemtakem znašalo kar 51 milijonov let.

Astronomija z umetno inteligenco
Odkritje je zanimivo predvsem zato, ker je vzniknilo s pomočjo Googlove umetne inteligence. Vanderburg je brskal po delu baze podatkov vesoljskega teleskopa Kepler skupaj z Googlovim računalniškim inženirjem Christopherjem Shalluejem. Pri tem je koristil t. i. strojno učenje.

Vesoljski teleskop Kepler je med letoma 2009 in 2013 opazoval 150.000 zvezd v iskanju, če morda periodično temnijo zaradi okoli njih letečih eksoplanetov. Vmes je doživel nekaj okvar in danes opazovanja nadaljuje v precej bolj omejenem obsegu misije K2. Vsekakor je v tem času poskrbel za goro številk, iz katerih znanstveniki poskušajo razbrati zrnje ter pleve. Signalov, torej potencialnih znakov oddaljenega planeta, je bilo približno 35.000. Od tega je potrjenih eksoplanetov 2.489, na dodatno preveritev čaka 5.011 kandidatov. Vse to so znanstveniki počeli "na roke" oziroma z računalniškimi programi, ki so jih napisali sami ljudje.

Googlov program pa je skozi strojno učenje pokazal, da se v Keplerjevi bazi podatkov skrivajo še številni drugi svetovi. "Kot pričakovano, se je izkazalo, da se v Keplerjevih arhivih skrivajo številna vznemirljiva odkritja, ki samo čakajo, da se jih lotimo s pravilnim pristopom ali tehnologijo," je komentiral Paul Hertz, vodja Nasinega oddelka za astrofiziko.

Kepler je eksoplanete iskal s t. i. tranzitno metodo. Ko eksoplanet preči ploskev oddaljene zvezde, jo lahko zatemni. Če je dogajanje periodično, zatemnjevanja najbrž ne povzročajo naključni dogodki, temveč gre za "pozitiven" signal zunajosončnega planeta. Googlovi umetni nevronski mreži je uspelo izbrskati signale, ki so jih ljudje zgrešili, tudi zato, ker so bili šibki.

"Pravi izziv je bil dejansko najti signale, kar je trajalo mesece," je Redditovim uporabnikom odgovarjal Vanderburg. Toliko časa so namreč pustili nevronskim mrežam, da so se ukvarjale s podatki in opredelile, kakšen je signal eksoplaneta v tranzitu. Nato so testirali, ali je umetna inteligenca prišla do uporabne metode. Dali so ji seznam 15.000 z gotovostjo potrjenih/ovrženih primerov in sposobna jih je bila razlikovati s 96-odstotno zanesljivostjo. Nato so jo pustili, da je premlevala nabor 670 že znanih večplanetarnih sistemov, pod predpostavko, da so to najboljši kraji za iskanje dodatnih primerkov. "Dobili smo veliko lažnih potrditev, a še več kandidatov. Kot bi v pesku iskali dragulje. Finejše sito ujame več dragocenosti, a obenem več kamenja," je v sporočilu za javnost zapisal Vanderburg.

Še ena najdba
Kepler-90i ni edina novost. Umetna inteligenca je našla še en eksoplanet v sistemu Kepler-80, in sicer šestega člana 80g, velikega kot Zemlja. Raziskovalca sta še ugotovila, da je 80g skupaj s svojimi štirimi sosedi v orbitalni resonanci, kar pomeni, da so njihove tirnice in čas obhoda zvezde medsebojno povezani. Sistem je posledično zelo stabilen, podobno kot sistem TRAPPIST-1, edini znani s sedmimi planeti in precej obetaven.

Celoten postopek od razvoja do objave raziskave je trajal devet mesecev, avtorja pa nameravata metodo izboljševati in uporabiti na Keplerjevi celotni bazi podatkov, torej za vseh 150.000 opazovanih zvezd; pozneje pa tudi pri drugih teleskopih. "Prilagoditev na baze podatkov drugih teleskopov, denimo prihajajočega TESS-a, ne bi smela biti prezahtevna. Treba bo le pripraviti nov vadbeni poligon podatkov, da se bodo digitalne nevronske mreže lahko prilagodile edinstvenim značilnostim posameznega teleskopa," je napovedal Vanderburg.

Pripomogla bi lahko tudi pri iskanju hipotetičnega Planeta devet. Dokazi v korist njegovega obstoja so precej prepričljivi, je ocenil Vanderburg.

Napovedala sta tudi javno objavo kode.

Strojno učenje se tudi v astronomiji vse pogosteje uporablja, npr. pri razpoznavanju gravitacijskih valov v signalih opazovalnice Ligo.
Vse več zanimivih najdb
Z vse hitrejšim brskanjem za eksoplaneti se je sicer v zadnjih letih nakapljajo precej zanimivih sistemov, npr. tale domnevno "najboljši kandidat za iskanje življenja do zdaj", prav tako 40 svetlobnih let stran, pri zvezdi LHS 1140; pa zanimiva najdba pri drugi najbližji sosedi Zemlje, zvezdi Wolf 1061; ali pa sistem, ki precej spominja na Osončje, pri zvezdi Epsilon Eridani 10 svetlobnih let stran. En eksoplanet je potrjen tudi pri najbližji sosednji zvezdi, Proksimi Kentavri, in verjetno ni edini.

Kepler je sicer poskrbel za večino odkritij na tem področju, ni pa edini lovec na zunajosončne planete. Skupno število potrjenih eksoplanetov po podatkih The Extrasolar Planets Encyclopaedia zdaj znaša 3.726, ki se vrtijo po 2.791 sestavih, od tega 623 večplanetarnih.

Glede na to, da ima Galaksija Rimska cesta od 200 do 300 milijard zvezd in da naj bi vsaka zvezda imela najmanj en planet, potem je tam zunaj ogromno bogastvo sestavov, ki čaka na raziskovanje. Rekord osmih planetov na sistem bo prej ko slej padel.
Video 1: Ponazoritev tranzitne metode

Sistem Kepler-90 je neke vrste mala različica sončnega sistema. Mali planeti so znotraj, veliki na zunanjem delu, le da je vse skupaj stisnjeno precej bolj skupaj.

Andrew Vanderburg, soavtor raziskave