Искусственный интеллект предсказывает планетным системам жизнь или смерть

2020-11-20 14:04

Новый искусственный интеллект определяет, будут ли планеты мирно двигаться по своим орбитам в течение миллиардов лет или вскоре столкнутся друг с другом. Этот инструмент поможет астрономам лучше изучить сотни уже обнаруженных многопланетных систем и понять, какие из них могут быть колыбелью жизни.

Новый искусственный интеллект определяет, будут ли планеты мирно двигаться по своим орбитам в течение миллиардов лет или вскоре столкнутся друг с другом. Этот инструмент поможет астрономам лучше изучить сотни уже обнаруженных многопланетных систем и понять, какие из них могут быть колыбелью жизни.

Разработка описана в научной статье, принятой к публикации в журнал PNAS. Пока же можно ознакомиться с её препринтом.

Опасность взаимного влечения

На движение планеты вокруг звезды влияет не только гравитация светила, но и притяжение соседних планет. К слову, именно благодаря этому явлению астрономы в XIX веке открыли Нептун: они обнаружили некую странность в орбитальном движении Урана и поняли, что у того есть сосед. А сегодня некоторые специалисты заявляют о существовании на окраинах Солнечной системы неизвестной крупной планеты, искажающей траектории небольших небесных тел. (Впрочем, этот вывод не является общепринятым).

Но последствия такого взаимного притяжения могут быть и катастрофическими (всё как у людей). Из-за него планеты могут кардинально менять орбиты, сталкиваться друг с другом, падать на родительскую звезду или вылетать из системы подобно бильярдным шарам. Эту проблему осознавал ещё первооткрыватель закона всемирного тяготения Ньютон. Между прочим, гений полагал, что стабильные орбиты миров Солнечной системы обеспечены прямым вмешательством Творца.

Шансы на жизнь

Нынешние учёные обходятся без теологических аргументов. Помимо всего прочего, им, в отличие от Ньютона, известны сотни многопланетных систем. И некоторые из них демонстрируют явные следы былых катастроф (к слову, семья Солнца не исключение).

С точки зрения современной науки ситуация с устойчивостью планетных систем напоминает известный анекдот: "Мы считаем, что дельфины толкают утопающих к берегу, поскольку те, кого дельфины толкали от берега, не могут об этом рассказать". Иными словами, мы видим миры исключительно на стабильных орбитах, потому что планеты с нестабильными траекториями либо давно погибли, либо сменили пути на стабильные.

И мы можем использовать этот факт, чтобы уточнить плохо известную траекторию далёкой планеты. Когда есть множество вариантов орбиты, согласующихся с наблюдениями, следует выбирать устойчивый.

Тут стоит вспомнить, что от формы орбиты экзопланеты зависит количество тепла, получаемого ею от родительской звезды. А от массы планеты (ещё один фактор устойчивости орбиты) – её возможный химический состав. Понятно, что вся эта информация важна для поиска потенциально обитаемых миров.

Таким образом, мы должны рассчитать траекторию, которая обеспечивает выживание самой экзопланете, и тогда мы сможем понять, может ли на её поверхности зародиться жизнь.

Трёхпланетная система Kepler-431. Слева показаны варианты орбит, согласующиеся с наблюдениями. Справа – орбиты, выбранные искусственным интеллектом в качестве стабильных.

Иллюстрация Daniel Tamayo.

Островки стабильности в морях хаоса

Но как отличить стабильные наборы орбит от потенциально нестабильных? Нужно смоделировать движение планет в системе в течение миллиардов оборотов вокруг звезды и их влияние друг на друга. Однако даже у современного компьютера такие расчёты отнимают десятки часов.

Авторы нового исследования представили систему, которая значительно упрощает дело. Требуется воспроизвести лишь десятки тысяч оборотов вокруг светила, что занимает всего несколько секунд. Затем за дело берётся искусственный интеллект. Он анализирует результаты такого моделирования и выдаёт свой вердикт: останется система стабильной или нет.

Своё детище учёные назвали SPOCK. Это аббревиатура от сочетания stability of planetary orbital configurations klassifier ("классификатор стабильности конфигураций планетных орбит"). В то же время это название – явная отсылка к имени исключительно умного персонажа культового сериала "Звёздный путь".

Пока "Спок" не может спрогнозировать судьбу планетной системы на миллиарды лет вперёд. Но он успешно выявляет конфигурации орбит, которые приведут к катастрофе уже через несколько миллионов лет (а большинство потенциально нестабильных систем имеют именно такой срок жизни). Авторы обучили искусственный интеллект на выборке из ста тысяч смоделированных трёхпланетных систем и убедились, что он успешно справляется с этой задачей.

Исследователи уже применили новый инструмент для того, чтобы уточнить орбиты планет далёкой звезды Kepler-431. Из множества вариантов, согласующихся с наблюдениями, "Спок" выбрал конфигурацию, которая обеспечивает системе стабильность.

Между прочим, астрономы предоставили свободный доступ к своей программе для всех желающих, чтобы любой учёный мог воспользоваться плодами их труда.

Добавим, что ранее Вести.Ru рассказывали о самой гармоничной планетной системе. Писали мы и о том, как астрономы впервые обнаружили взаимодействующие друг с другом планеты с помощью наземных телескопов.

Подробнее читайте на ...

планеты орбиты систем друг интеллект искусственный системы другом

Марсоход Curiosity сфотографировали с орбиты планеты

Камера HiRISE сделала снимок марсохода Curiosity с орбиты. На снимке он выглядит маленькой точкой. Изображение появилось в Twitter -аккаунте NASA. Сообщается, что фотография была получена еще 31 мая. tvzvezda.ru »

2019-07-14 10:10

Астрономы обнаружили новую карликовую планету в солнечной системе

Планета Х все еще неуловима, но охота за ней принесла и другое важное открытие: астрономы обнаружили новую карликовую планету в нашей солнечной системе.

Исследователи космоса обнаружили новый транс-нептунианский объект в поисках гипотетической массивной планеты далеко за пределами орбиты Нептуна. Крошечная карликовая планета получила наименование 2015 TG387 (неофициальное название - «Гоблин»). Данная планета расположена в 80 раз дальше от светила, чем Голубая планета, на окраинах Солнечной системы.

Объявление было сделано Центром малой планеты Международного астрономического союза. Данные об объекте приводятся в «Астрономическом журнале». Ближайшая к светилу точка орбиты планеты находится на расстоянии около 65 астрономических единиц (АС),где 1 АС - расстояние Земля-Солнце.

Новость дополняется...

kapital-rus.ru »

2018-10-02 23:39

Астрономы обнаружили новую карликовую планету на окраинах Солнечной системы

Планета Х все еще неуловима, но охота за ней принесла и другое важное открытие: астрономы обнаружили новую карликовую планету в нашей Солнечной системе.

Исследователи Космоса обнаружили новый транс-нептунианский объект в поисках гипотетической массивной планеты далеко за пределами орбиты планеты Нептун. Крошечная карликовая планета получила наименование 2015 TG387 (неофициальное название - «Гоблин»). Данная планета расположена на окраинах Солнечной системы, в 80 раз дальше от нашего светила, чем Голубая планета.

Объявление было сделано Центром малой планеты Международного астрономического союза. Данные об объекте приводятся в «Астрономическом журнале». Ближайшая к звезде точка орбиты планеты находится на расстоянии около 65 астрономических единиц (АС), где 1 АС - расстояние Земля-Солнце.

Только 2 других небесных тела в Солнечной системе имеют более отдаленный перигелий: планетарный 2012 VP113 и карликовая планета Sedna (открыта в 2003 году). Но 2015 TG387 имеет более эксцентричную орбиту, идущую дальше от Солнца.

«Мы полагаем, что на периферии Солнечной системы могут быть тысячи небольших тел, подобных 2015 TG387, но их расстояние делает их очень трудными для исследований», - сообщается в заявлении Дэвида Толена из Гавайского университета.

«Сейчас мы будем изучать 2015 TG387 только в максимальном приближении к Солнцу…»

Подобные особенности имеют орбиты малых транс-нептуновских объектов. Все они достигают перигелия приблизительно в том же месте на небе. Астрономы, подозревают, что что-то влияет на эти объекты, и за последние несколько лет появилась версия, что там может находиться огромная Планета Х или Нибиру, пишет iflscience.com.

«Эти отдаленные объекты подобны хлебным крошкам, ведущим нас к Планете X. Чем больше из них мы сможем найти, тем лучше мы поймем внешнюю часть Солнечной системы и то, что по нашему мнению формирует их орбиты. Это будет открытием, которое переопределит наши знания об эволюции Солнечной системы», - отметил Скотт Шеппард из Института науки Карнеги (Вашингтон, Соединенные Штаты).

kapital-rus.ru »

2018-10-02 23:39

Фото: lenta.ru

Названы параметры орбиты Планеты Х

Астрономы из Йельского университета (США) привели свои оценки параметров траектории потенциальной Планеты Х. Большая полуось орбиты небесного тела составляет 654 астрономических единицы, эксцентриситет (параметр отклонения траектории от окружности — 0,45), наклонение орбиты — 30 градусов. lenta.ru »

2016-12-27 06:01

ЭкзоМарс 16 октября достигнет орбиты Красной планеты

Глава Роскосмоса Игорь Комаров рассказал, что совместный проект ведомства с Европейским космическим агентством ЭкзоМарс проходит успешно, аппарат достигнет Марса по графику 16 октября. oko-planet.su »

2016-04-13 14:15