利用算法，也能“憑空”找到系外行星？受Netflix或Hulu等電影流媒體服務(wù)的啟發(fā)，美國(guó)西南研究所一位科學(xué)家開(kāi)發(fā)了一項(xiàng)技術(shù)，尋找太陽(yáng)系外可能存在木星大小巨行星的恒星系統(tǒng)。根據(jù)已知擁有行星的恒星組成，開(kāi)發(fā)了一種算法來(lái)識(shí)別可能存在巨大系外行星的恒星系統(tǒng)。觀看習(xí)慣讓Netflix根據(jù)已經(jīng)看過(guò)的內(nèi)容推薦我們可能喜歡的科幻電影。這些被觀看的電影就像已知的系外行星系統(tǒng)。

然后，該算法尋找那些行星尚未被探測(cè)到的恒星（它們與我從未看過(guò)的電影相當(dāng)）并預(yù)測(cè)這些恒星擁有行星的可能性。正如蛋糕配方中包含一些基本成分一樣，恒星也需要特定元素才能形成巨大的行星?？茖W(xué)家可以利用光譜學(xué)，即光與恒星上層原子相互作用的方式，來(lái)測(cè)量恒星的成分，包括碳、鎂和硅等物質(zhì)。這些元素是構(gòu)成行星的要素，因?yàn)楹阈呛托行鞘窃谕粫r(shí)間由相同的材料構(gòu)成，然而，盡管你的廚房里有很多配料，但并不是所有的配料都屬于蛋糕。

這就是電影流媒體算法的有用之處，它根據(jù)恒星中的元素來(lái)預(yù)測(cè)行星。發(fā)現(xiàn)，預(yù)測(cè)行星宿主恒星最具影響力的元素是碳、氧、鐵和鈉。有趣的是，沒(méi)想到鈉會(huì)成為預(yù)測(cè)一顆行星的關(guān)鍵成分。但它肯定是恒星和行星之間的重要聯(lián)系，因?yàn)榧词乖谟^察不同的元素組合時(shí)，它也會(huì)不斷出現(xiàn)。使用開(kāi)發(fā)的公開(kāi)可用恒星數(shù)據(jù)庫(kù)Hypatia Catalog來(lái)訓(xùn)練和測(cè)試算法，是最大的恒星及其元素?cái)?shù)據(jù)庫(kù)，為500光年以?xún)?nèi)行星提供數(shù)據(jù)。據(jù)新統(tǒng)計(jì)，Hypatia擁有6193顆恒星的恒星元素?cái)?shù)據(jù)，其中401顆已知擁有行星。

該數(shù)據(jù)庫(kù)還收錄了從氫到鉛的73種恒星元素，該算法已經(jīng)觀察了4200多顆恒星，并僅根據(jù)恒星內(nèi)部的元素或成分，評(píng)估了擁有行星的可能性。此外，Hinkel研究了這些成分的不同組合，以了解它們?nèi)绾斡绊懰惴?。Hinkel團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)了大約360顆潛在的巨型行星宿主恒星，這些恒星有超過(guò)90%的可能性擁有一顆巨大行星。使用了存檔望遠(yuǎn)鏡數(shù)據(jù)來(lái)尋找這些可能主恒星周?chē)行堑娜魏污E象，研究確定了該算法預(yù)測(cè)三顆恒星周?chē)赡艽嬖谀拘谴笮〉男行恰?/p>

當(dāng)被問(wèn)及算法有多可靠時(shí)，研究人員表示，數(shù)據(jù)中沒(méi)有任何真實(shí)的負(fù)值，也就是說(shuō)，知道沒(méi)有行星的恒星系統(tǒng)，所以在數(shù)據(jù)中‘隱藏’了一些已知的行星宿主恒星，看看它們的預(yù)測(cè)分?jǐn)?shù)會(huì)是多少。平均得分超過(guò)75%，這太棒了！這可能比Netflix為用戶(hù)挑選科幻電影的平均水平還要高。展望未來(lái)，這些發(fā)現(xiàn)可能會(huì)徹底改變未來(lái)研究的目標(biāo)恒星選擇，并確定元素在巨行星探測(cè)和形成中所扮演的角色，其研究發(fā)表在《天體物理學(xué)》上。

博科園｜研究/來(lái)自：西南研究院

參考期刊《天體物理學(xué)》《arXiv》

Cite: arXiv:1805.12144

博科園｜科學(xué)、科技、科研、科普