De ontdekking van een achtste planeet rond de verre ster Kepler-90 door de astronoom Andrew Vanderburg van de Universiteit van Texas in Austin en Christopher Shallue van Google doet de status van ons zonnestelsel met het grootste aantal bekende planeten teniet. We zitten nu in een gelijkspel.

De nieuw ontdekte Kepler-90i - een zinderend hete, rotsachtige planeet die eens in de 14,4 dagen om zijn ster draait - werd gevonden met behulp van computers die "geleerd" planeten te vinden in gegevens van NASA's Kepler-ruimtetelescoop. Kepler vindt verre planeten buiten het zonnestelsel, of exoplaneten, door de minuscule verandering in helderheid te detecteren wanneer een planeet een ster passeert (kruist).

vanderburg, een NASA Sagan fellow bij UT Austin, en Shallue, een Google machine learning-onderzoeker, werkten samen om een ​​computer te trainen om te leren tekenen van een exoplaneet te identificeren in de lichtmetingen van verre sterren die zijn vastgelegd door Kepler. Net als de manier waarop neuronen verbinding maken in het menselijk brein, dit "neurale netwerk" doorzocht de Kepler-gegevens om de zwakke transitsignalen van een eerder gemiste achtste planeet in een baan om Kepler-90 te identificeren, een zonachtige ster 2, 545 lichtjaar van de aarde in het sterrenbeeld Draco.

"Voor het eerst sinds de planeten van ons zonnestelsel duizenden jaren geleden werden ontdekt, we weten zeker dat ons zonnestelsel niet de enige recordhouder is voor de meeste planeten, ', aldus Vanderburg.

Andere planetenstelsels, Hoewel, zou waarschijnlijk meer belofte inhouden voor het leven dan het systeem van Kepler-90, die alle acht planeten dichter bij de gastster verpakt dan de aarde bij de zon. In ons zonnestelsel, alleen Mercurius en Venus draaien in een baan tussen onze planeet en onze zon. Ongeveer 30 procent groter dan de aarde, Kepler-90i staat zo dicht bij zijn ster dat men denkt dat de gemiddelde oppervlaktetemperatuur hoger is dan 800 graden Fahrenheit, op één lijn met Mercurius. De buitenste planeet, Kepler-90h, is een gasreus die ongeveer zo groot is als Jupiter, cirkelen met een "jaar" van 331,6 dagen.

"Het Kepler-90-sterrenstelsel is als een miniversie van ons zonnestelsel. Je hebt kleine planeten binnen en grote planeten buiten, maar alles is veel dichter bij elkaar gepropt, ', aldus Vanderburg.

Het onderzoekspaper waarin deze bevinding wordt gerapporteerd, is geaccepteerd voor publicatie in The Astronomisch tijdschrift .

Het idee om een ​​neuraal netwerk toe te passen op Kepler-gegevens kwam van Shallue, een senior software-engineer bij Google AI, een onderzoeksteam bij de zoekmachinegigant in Mountain View, Californië. Shallue raakte geïnteresseerd in de ontdekking van exoplaneten nadat hij die astronomie had geleerd, net als andere takken van wetenschap, wordt snel overspoeld met gegevens naarmate de technologie voor het verzamelen van gegevens uit de ruimte vordert.

"Machine learning komt echt tot uiting in situaties waarin er zoveel gegevens zijn dat mensen ze niet zelf kunnen zoeken, ' zei Shalu.

Kepler's vierjarige dataset, bijvoorbeeld, bestaat uit ongeveer 2 quadriljoen mogelijke banen van planeten. Om de meest veelbelovende signalen van planeten te verifiëren, geautomatiseerde testen, of soms menselijke ogen, worden meestal gebruikt, maar vaak worden de zwakste signalen tijdens dit proces gemist. Dus, Shallue en Vanderburg dachten dat er nog meer interessante ontdekkingen van exoplaneten op de loer lagen in de gegevens.

De twee ontwikkelden een neuraal netwerk om Kepler-gegevens te doorzoeken op nieuwe planeten. Eerst, ze trainden het neurale netwerk om transiterende exoplaneten te identificeren in een set van 15, 000 eerder doorgelichte signalen uit de Kepler-catalogus van exoplaneten. Vervolgens, met het neurale netwerk dat heeft "geleerd" het patroon van een passerende exoplaneet te detecteren, de onderzoekers richtten hun model op 670 sterrenstelsels die al meerdere bekende planeten hadden en zochten naar zwakkere signalen. Hun veronderstelling was dat systemen met meerdere planeten de beste plaatsen zouden zijn om naar meer exoplaneten te zoeken.

Kepler-90 had al zijn sporen verdiend in 2013 als het eerste systeem met zeven planeten geïdentificeerd met Kepler, maar het signaal van de achtste planeet was zo zwak dat het door eerdere methoden werd gemist.

"We hebben veel valse positieven van planeten, maar ook potentieel meer echte planeten, ' zei Vanderburg. 'Het is alsof je door rotsen bladert om juwelen te vinden. Als je een fijnere zeef hebt, dan vang je meer stenen, maar je zou ook meer juwelen kunnen vangen."

Kepler-90i was niet het enige juweel dat dit neurale netwerk uitzift. In het Kepler-80-systeem, ze vonden een zesde planeet. Deze, de aardse Kepler-80g, en vier van zijn naburige planeten vormen een zogenaamde "resonante keten, " waar de planeten door hun onderlinge zwaartekracht worden opgesloten in een ritmische orbitale dans. Het resultaat is een extreem stabiel systeem, vergelijkbaar met de zeven planeten in het TRAPPIST-1-systeem, zo nauwkeurig uitgebalanceerd dat de lengte van het jaar van Kepler-80g met wiskunde kon worden voorspeld.