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    • 已经发现了350多颗系外行星,使我们接近了一个不可思议的里程碑

      已经发现了350多颗系外行星,使我们接近了一个不可思议的里程碑插图

      经过多年的艰苦工作,我们正着手将已确认的系外行星——太阳系外的行星——总数提高到惊人的5000颗。

      在系外行星研究的一项重大新成果中,一个天文学家小组从退休的开普勒太空望远镜的数据中确定了366颗以前未知的潜在系外行星。

      关键是开发了一种识别恒星亮度下降的算法,这种下降表明存在一颗绕轨道运行的系外行星。

      “发现数百颗新的系外行星本身是一项重大成就,但这项工作的不同之处在于它将如何照亮整个系外行星人口的特征,”洛杉矶加利福尼亚大学天文学家Erik Petigura说。

      开普勒在环绕太阳的地球轨道上度过了近十年的时间,长时间盯着天空中的小块区域,记录恒星。其目的是捕捉一颗系外行星经过我们和恒星之间时,恒星光线中出现的微弱亮度下降。一系列有规律的倾斜表明有一个轨道物体的存在。

      然后,两次下沉之间的时间长度允许天文学家计算出系外行星围绕恒星运行的距离;太阳系外行星块的光量显示了它的大小。

      这听起来很简单,但在噪音中识别信号是一项长期而艰苦的工作,过去是通过视觉来完成的。这是因为传统上,人类在信号检测方面的表现要比软件好得多。

      但软件正变得越来越复杂,加州大学洛杉矶分校天文学家乔恩·津克(Jon Zink)开发的一种算法正在帮助弥补这一不足。研究团队将开普勒第二次任务中的所有500 TB数据(覆盖8亿多张图像)输入该软件。结果是,381颗系外行星已经被确认,366颗潜在的系外行星是全新的。

      在这些发现中,有一个迷人的系统,其中包含两个类似土星的气态巨行星,它们的轨道非常接近它们的主星,而且彼此之间也非常接近。行星科学家寻找这样不寻常的情况,因为它们让我们了解行星系统可能发生的情况的参数。

      Zink解释说:“每一个新世界的发现都为我们提供了一个独特的视角,让我们了解在行星形成过程中起作用的物理学。”。

      Zink和他的团队不是唯一研究开普勒数据的科学家。由美国大学空间研究协会(USRA)的哈米德·瓦利扎德甘领导的另一项研究已将300多颗系外行星列入确认名单。

      当一个信号被确定为一个潜在的系外行星时,它最初会作为候选行星提交。也就是说,它可能是一颗系外行星,但需要额外的工作来确认它;天文学家需要排除所有其他可能性。津克和他的团队发现的系外行星属于这一类。

      有成千上万的系外行星候选。截至11月18日,确认的系外行星数量要少得多,为4575颗。

      Valizadegan及其同事开发了一个名为ExoMiner的深层神经网络,该网络在NASA的昴宿星超级计算机上运行。它可以区分真实的系外行星和假阳性。

      “当ExoMiner说某物是行星时,你可以确定它是行星,”Valizadegan解释道。“ExoMiner非常精确,在某些方面比现有的机器分类器和它要模仿的人类专家更可靠,因为人类标签存在偏见。”

      他和他的团队使用ExoMiner分析开普勒档案中的候选系外行星数据。要明确的是,这些系外行星已经被确认,但仍在等待确认。ExoMiner成功确认了其中的301个。

      这些新确认的系外行星都不像地球,也不在其太阳系的潜在可居住区,但它们对于理解银河系的行星系统统计数据非常重要。

      这有助于我们理解行星系统是如何进化和成长的,以及系统进化的可能结果是什么。

      Valizadegan说:“现在,我们已经使用开普勒数据对ExoMiner进行了培训,并进行了一些微调,我们可以将学习成果转移到其他任务中,包括我们目前正在进行的TESS任务。”。“还有成长的空间。”

      这两篇论文中的每一篇都令人兴奋,提供了一套完善的工具来简化不同阶段的系外行星搜寻过程。它们共同提供了一种方法,有可能使与鉴定和确认相关的艰苦过程自动化,从而使科学家能够自由地解释和分析外行星。

      对于系外行星研究来说,这是极好的一周。

      Zink团队的论文已在《天文学杂志》上发表,Valizadegan团队的论文已被《天体物理学杂志》接受,并可在arXiv上查阅。

      广东·东莞
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