北京时间2017年12月15日夜间,NASA放出了一个重磅新闻:2009年发射升空的开普勒太空望远镜在距离地球2545光年的地方发现了另一个“太阳系”——共计8颗行星围绕着一个暂时被命名为开普勒-90的恒星运动,这颗恒星与太阳非常接近。而人类目前已知的含有行星的天体系统中,仅仅它和太阳系拥有8颗行星,着实是两个庞大的家族!
开普勒望远镜的名字来自于人类伟大的天文学家约翰内斯·开普勒,他总结的开普勒三大定律成为人类认识宇宙的基础。开普勒望远镜的首要目标是发现太阳系外的类似地球的行星。换句话说,也就是发现外星生命的家园。为此,科学家们可谓煞费苦心。
为了让它观测到更多信息,科学家巧妙设计了四大“绝活”:1. 轨道:这个望远镜现在运行在尾随地球但处于外侧的周期达372.5天的轨道上,它最大限度回避了太阳和地球的影响,能够长期在稳定平台上观测目标。2. “火眼金睛”:开普勒望远镜观测系外行星的方式是“凌日法”,即行星挡在恒星前面时会导致恒星的亮度稍微降低,如果观测到连续三次凌日,就可以确定它是颗凌日行星,从而得到它的轨道周期、大致大小等信息。
3. “明察秋毫”:可以想象,开普勒观测到的恒星与地球之间的距离以光年计,这么远的距离恒星不过是一个不起眼的小点,而观测它微弱的亮度变化更是难上加难,必须要求望远镜能够看到极其微弱的细节。而开普勒望远镜的观测精度达到了惊人的0.01%星等。4. “目不转睛”:行星凌日并不容易观测到,而宇宙又是如此之大且充满了各种干扰。
开普勒望远镜发射后,目前观测目标定位在天鹅座附近的一小块星空,每隔80天做出一定变化。它每次观测数量多达14.5万颗恒星,每隔30分钟就会拍一张照片,对比它们的区别,如果有任何一颗恒星出现亮度异常,就要继续确认是否发生了行星凌日现象。
在这种情况下,几年来开普勒望远镜将人类已知含行星的系统数量扩大到了2658个!总行星数量超过4000颗!而今天公布的就是唯一能和太阳系相媲美的!
开普勒-90系统和太阳系对比图显示,事实上,这个新“太阳系”数据被记录下来后,经过人类科学家的分析,认为这里可能拥有6-7颗行星并记录下来。对于一些多行星的系统,距离恒星过近的行星往往由于体积过小和公转周期过快,很难被确认。但这个时候,能够深度机器学习的人工智能出现了,它来自于谷歌研发人工智能的专业团队。人工智能可以一次性学习海量的数据,远远超过人类大脑的上限。
研发团队找科学家们要了15000组开普勒观测到、并被科学家们花了数年后确认已经是完全正确的信号,于是这套智能系统开始分析它们,从0学习如何辨别系外行星。按照采访时谷歌团队技术负责人的说法:“仅仅用了两个小时,它(人工智能)就能分析完所有的数据”。而NASA的科学家们在用新数据对它进行考核之后说:“它的考试成绩达到了96分!(96%的正确率)”。
这远不是顶级科学家可以在两个小时内达到的成绩,即便给一个普通人10000小时定律的学习过程,他也几乎不可能达到这个高度。发现了人工智能的强大之后,科学家们迅速把他们完全搞不定的数据扔给它处理,尤其是那些拥有较多行星数量的系统。
不出意外,人工智能在开普勒-90系统中发现了科学家们未曾发现的开普勒-90i,这是一颗周期仅有14.4天的较小岩石质地(类地)行星,它也确认了另外7颗的准确信号。除此之外,之前科学家无法确认的开普勒-80系统内,它也发现了一个新行星开普勒-80g,将这个系统内总行星数扩大到了6颗。
可以看到,开普勒望远镜在观测这颗恒星时,仅仅这么小的区域中,就发现了8颗行星!最远的一颗放到太阳系中已经可以成为第一大行星,超过木星。而太阳系内同等的区域内仅仅发现了水星、金星和地球三颗。这意味着开普勒-90系统,极有可能是个超级庞大的家族,拥有数量众多的多种行星,实际数量几乎不可能止于8颗!但到底有多少,人类就无法回答了。人工智能团队“建议”科学家们持续观测这个系统,他们一定能做出更大发现。
按照开普勒望远镜工作这几年的状态,它发现几乎每一个恒星附近都存在行星系统,而每六个系统里就有一颗类似地球的行星处在宜居带上。在宜居带内,行星上可能存在液态水,也可能孕育与地球类似的生命。然而,目前银河系里估计出来的恒星数量大约有1000亿-4000亿个!目前人类已经观测到的宇宙中,像银河系这样的星系大约有1000亿个!目前人类的研究还在不断把人类认识到的宇宙大小持续扩大!
因此,NASA科学家根据开普勒望远镜的数据统计,估计宇宙中像地球一样的行星数量大约为以下这个级别:16,999,999,999,983,000,000,000。
但这还没完,下一代的凌日系外行星巡天望远镜(Transiting Exoplanet Survey Satellite)将在2018年初发射、詹姆斯韦伯望远镜(James Webb Space Telescope)将在2019年发射、广域红外巡天望远镜(Wide Field Infrared Survey Telescope)将在2020年发射。
它们将极大提升人类对系外行星的了解,人类发现的系外行星数量预计将呈几何级数上升。这次公布的发现已经告诉我们人工智能开始涉足人类最顶级的科研,而未来这些太空望远镜的数据必然也越来越多依靠它们来分析。如果真的发现了外星人的微弱信号,无疑也是人工智能最先发现。但是将会是谁、是否、何时、如何做出回答呢?