Цифровой Коперник: уральская нейросеть переписала карту галактики

Тайны далеких звезд

Ученые Коуровской обсерватории Уральского федерального университета (УрФУ) в составе научной группы NASA Ames создали нейросеть, которая помогает разбираться в массивах астрономических измерений и находить среди них настоящие планеты, скрытые в слабых и едва различимых изменениях блеска звезды. Алгоритм, который назвали ExoMiner++, обучили на данных миссии Kepler и миссии TESS, где большинство объектов проверены и надежно классифицированы. Эти космические телескопы NASA ищут экзопланеты (планеты вне Солнечной системы) с помощью метода транзитов (изменения яркости звезды). Когда планета проходит между телескопом и своей звездой, блеск последней временно уменьшается.

Нейросеть, проанализировав 147 тысяч транзитоподобных событий, обнаружила 7330 ранее неизвестных экзопланет. Результат не просто впечатляет масштабом – он существенным образом меняет представления о «населенности» Вселенной.При этом модель не только пополнила каталог новыми объектами, но и пересмотрела старые записи. Например, из 2506 кандидатов, которые раньше считались многообещающими, она подтвердила лишь 1797.

Технологии в роли сыщика

Первые экзопланеты были обнаружены лишь в конце XX века, и их нахождение требовало ювелирной точности и терпения. Затем наступила эра космических телескопов, таких как NASA Kepler и TESS. Они «затопили» ученых терабайтами данных – кривыми блеска миллионов звезд, где крохотное периодическое падение яркости могло указывать на прохождение планеты. Вручную анализировать этот массив стало физически невозможно. И тогда на помощь пришел искусственный интеллект.

Вадим Крушинский - руководитель Коуровской обсерватории Уральского федерального университетаЭкзопланеты – это миры за пределами Солнечной системы. Их изучение помогает понять, насколько уникально наше положение во Вселенной, как часто встречаются условия, пригодные для жизни, и какие системы могут быть похожи на собственную историю Земли

Пионером стала нейросеть от Google, которая отыскала в архиве «Кеплера» две ранее пропущенные планеты. Затем алгоритмы научились отфильтровывать звездную «рябь» и шумы аппаратуры, выискивая неуловимые сигналы. Каждый такой проект увеличивал каталог экзопланет на десятки и сотни позиций. Однако результат уральских исследователей – 7330 новых миров – это качественный скачок. Это говорит о том, что их нейросеть обладает принципиально новой архитектурой или методикой обучения, позволяющей с беспрецедентной эффективностью находить следы даже самых мелких и далеких планет.

Новая статистика Вселенной

Основная цель поиска экзопланет – понять, насколько уникальна наша Солнечная система и, в частности, планета Земля. NASA официально сообщило, что число подтвержденных экзопланет превысило 6 тысяч. И еще более 8 тысяч кандидатов в экзопланеты ждут подтверждения или опровержения открытия. Будущие космические обсерватории, такие как JWST (James Webb Space Telescope) или планируемый PLATO, будут искать не вслепую. У них появится готовый, невероятно обширный список приоритетных целей.

Исследователи планируют использовать ExoMiner++ для анализа новых данных TESS и адаптировать его для будущих миссий. Нейросеть станет основным инструментом для поиска новых миров вокруг далеких звезд. Алгоритм, нашедший тысячи планет, – это прообраз будущего науки, где человек ставит задачу, а искусственный интеллект помогает найти путь к ее решению в лабиринтах бесконечных данных. Карта галактики только что стала значительно теснее и, как ни парадоксально, необъятнее. И теперь у человечества есть 7330 новых адресов, куда стоит направить свой поиск и свое воображение.