ดาวเคราะห์ใหม่เพิ่มเติมจากปฏิบัติการที่ปลดระวางแล้ว

 

ภาพจากศิลปินแสดงระบบพหุดาวเคราะห์(multi-planetary system) ซึ่งมีดาวเคราะห์หลายดวงโคจรรอบดาวฤกษ์เดียวกัน

     อัลกอริทึมปัญญาประดิษฐ์แบบใหม่ได้ค้นพบดาวเคราะห์นอกระบบที่ไม่เคยทราบมาก่อนมากกว่า 300 ดวงในข้อมูลที่รวบรวมโดยกล้องโทรทรรศน์ล่าดาวเคราะห์นอกระบบที่ปลดประจำการแล้ว

     กล้องโทรทรรศน์อวกาศเคปเลอร์(Kepler) ซึ่งเป็นนักล่าดาวเคราะห์นอกระบบปฏิบัติการแรกของนาซา ได้สำรวจดาวฤกษ์หลายแสนดวงในความพยายามเพื่อหาพิภพที่อาจจะเอื้ออาศัยได้นอกระบบสุริยะของเรา บัญชีรายชื่อดาวเคราะห์จากข้อมูลของเคปเลอร์ยังคงสร้างการค้นพบใหม่ๆ แม้ว่ากล้องจะใช้การไม่ได้แล้ว ผู้เชี่ยวชาญมนุษย์วิเคราะห์ข้อมูลเพื่อหาสัญญาณของดาวเคราะห์นอกระบบซึ่งเป็นกระบวนการที่กินเวลา แต่ขณะนี้อัลกอริทึมใหม่ที่เรียกว่า ExoMiner สามารถจำแลงกระบวนการและกลั่นกรองบัญชีว่าที่ดาวเคราะห์นอกระบบได้เร็วกว่าและมีประสิทธิภาพมากกว่า

     กล้องเคปเลอร์ซึ่งหยุดทำงานในเดือนพฤศจิกายน 2018 หาดาวฤกษ์ที่มีความสว่างลดลงเป็นการชั่วคราว ซึ่งอาจจะเกิดขึ้นจากมีดาวเคราะห์เคลื่อนที่ผ่านหน้าดาวฤกษ์จากมุมมองของเคปเลอร์ แต่การหรี่แสงเหล่านั้นก็ไม่ใช่ว่าทั้หงมดจะเกิดขึ้นจากดาวเคราะห์นอกระบบ และนักวิทยาศาสตร์จะต้องมีกระบวนการเพื่อแยกแยะสัญญาณบวกลวง ออกจากสัญญาณ(ดาวเคราะห์) จริง  

    ExoMiner ซึ่งเป็นสิ่งที่เรียกว่า โครงข่ายประสาทเทียม(neural network) เป็นอัลกอริทึมปัญญาประดิษฐ์(Artificial Intelligence; AI) ชนิดหนึ่ง ซึ่งสามารถเรียนรู้และพัฒนาความสามารถของมัน โดยเดินเครื่องที่ซุปเปอร์คอมพิวเตอร์ไพลอาดีส
(Pleiades) ของนาซา เมื่อป้อนข้อมูลให้มากพอ และเคปเลอร์ก็ผลิตข้อมูลจำนวนมากมาย กล่าวคือ ในเวลาไม่ถึงสิบปีที่ทำงาน กล้องได้พบว่าที่ดาวเคราะห์หลายพันดวง ซึ่งในจำนวนนี้มีเกือบ 3000 ดวงที่ยืนยันแล้ว ก็เป็นสัดส่วนที่มากในจำนวนการค้นพบดาวเคราะห์นอกระบบที่ยืนยันแล้ว 4575 ดวง(รายงานถึงวันที่ 18 พฤศจิกายน)

     สำหรับว่าที่ดาวเคราะห์นอกระบบแต่ละดวง นักวิทยาศาสตร์ที่ตรวจสอบข้อมูลเคปเลอร์น่าจะพิจารณาที่กราฟแสง(light curve) และคำนวณว่า ดาวเคราะห์ปิดบังดาวฤกษ์ได้มากน้อยแค่ไหน ซึ่งก็ยังต้องวิเคราะห์ว่าสิ่งที่น่าจะเป็นดาวเคราะห์เคลื่อนผ่านดิสก์ของดาวฤกษ์ใช้เวลานานแค่ไหนด้วย ในบางกรณี การเปลี่ยนแปลงความสว่างที่สำรวจพบไม่น่าจะอธิบายได้ด้วยดาวเคราะห์ที่โคจร
อัลกอริทึม ExoMiner จะทำแบบเดียวกันนี้แต่เกิดขึ้นอย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้น ซึ่งได้ช่วยให้นักวิจัยเพิ่มจำนวนดาวเคราะห์นอกระบบเข้าสู่บัญชีรายชื่อดาวเคราะห์ของเคปเลอร์อีก 301 ดวงในคราวเดียว เมื่อ ExoMiner บอกว่าบางสิ่งที่ว่าเป็นดาวเคราะห์ ก็แน่ใจได้ว่ามันเป็นดาวเคราะห์จริงๆ Hamed Valizadegan ผู้นำโครงการ ExoMiner และผู้จัดการโครงการการเรียนรู้ของเครื่อง(คอมพิวเตอร์) ที่สมาคมวิจัยอวกาศในมหาวิทยาลัย(USRA) ที่ศูนย์วิจัยเอมส์ ของนาซา กล่าวในแถลงการณ์

ภาพแสดงการผ่านหน้า(transit) ดาวฤกษ์โดยดาวเคราะห์ที่โคจรรอบ จะบังแสงดาวฤกษ์ส่วนน้อยๆ ไว้ ทำให้ความสว่างของดาวฤกษ์หรี่ลงอย่างเป็นคาบเวลา ปฏิบัติการเคปเลอร์(Kepler) และ TESS ใช้วิธีการตรวจจับดาวเคราะห์นอกระบบนี้

     ExoMiner มีความเที่ยงตรงสูง และในบางครั้งก็ยังน่าเชื่อถือมากกว่าทั้งเครื่องจักรกลจำแนกดาวเคราะห์ที่มีอยู่และผู้เชี่ยวชาญมนุษย์ ซึ่งอาจมีการลำเอียงจากมนุษย์ ขณะนี้เมื่อ ExoMiner ได้พิสูจน์ความสามารถของมัน นักวิทยาศาสตร์ก็กำลังจะใช้มันเพื่อช่วยกลั่นกรองข้อมูลจากปฏิบัติการสำรวจหาดาวเคราะห์นอกระบบอื่นๆ ที่มีอยู่และจะมาถึง เช่น ปฏิบัติการ TESS(Transiting Exoplanet Survey Satellite) ของนาซาซึ่งกำลังดำเนินงานอยู่ หรือ ปฏิบัติการ PLATO(Planetary Transit and Oscillation of Stars) ขององค์กรอวกาศยุโรปซึ่งมีกำหนดส่งในปี 2026

      เป็นที่น่าเสียใจที่ดาวเคราะห์นอกระบบกลุ่มใหม่ที่เพิ่งยืนยันนี้ ไม่มีดวงใดเลยที่จะมีชีวิตอยู่ได้ เมื่อพวกมันทั้งหมดอยู่นอกเขตเอื้ออาศัยได้(habitable zone) ของดาวฤกษ์แม่ รายงานเผยแพร่ใน Astrophysical Journal

     นอกจากทีมที่นำโดย Valizadegan แล้ว ยังมีทีมยูซีแอลเอโดย Jon Zink ได้พัฒนาซอฟท์แวร์อัลกอริทึม โดยทีมได้ป้อนข้อมูลทั้งสิ้น 500 เทร่าไบต์จากปฏิบัติการภาคต่อ(K2) ของเคปเลอร์ ซึ่งครอบคลุมภาพมากกว่า 8 ร้อยล้านภาพเข้าสู่ซอฟท์แวร์ในโครงการ Scaling K2 ผลที่ได้เป็นดาวเคราะห์นอกระบบ 381 ดวงที่เคยถูกจำแนกแล้ว และว่าที่ดาวเคราะห์ใหม่เอี่ยมอีก 366 ดวง และระบบดาวเคราะห์หลายดวง(multiplanetary system) อีก 57 แห่ง

     ในการค้นพบใหม่เป็นระบบที่น่าทึ่งแห่งหนึ่งซึ่งประกอบด้วยดาวเคราะห์ก๊าซยักษ์คล้ายดาวเสาร์ 2 ดวง ซึ่งโคจรใกล้ดาวฤกษ์ของพวกมันอย่างใกล้เคียง และยังอยู่ใกล้กันจนเกิดกำทอน(resonance) ด้วย นักวิทยาศาสตร์มองหากรณีที่ไม่ปกติเช่นนี้ เพื่อช่วยให้เข้าใจปัจจัยความเป็นไปได้ของระบบดาวเคราะห์ รายงานทีม Zink เผยแพร่ใน Astronomical Journal

 

แหล่งข่าว space.com : AI discovers over 300 unknown exoplanets in Kepler telescope data
                sciencealert.com : over 350 exoplanets have been found, bringing us close to an incredible milestone      
                iflscience.com : astronomers find 366 new possible exoplanets