© nasa

Compleet zonnestelsel zoals het onze ontdekt dankzij kunstmatige intelligentie. En waarom dat zo belangrijk is

15 december 2017

NASA heeft een compleet zonnestelsel ontdekt dat erg lijkt op het onze. Op zich is dat al erg spannend. Maar wat de ontdekking historisch maakt, is dat ze er kwam door gebruik te maken van machine learning van Google, de opstap naar kunstmatige intelligentie met computerprogramma's die zichzelf verbeteren.

Kepler-90 is een ster die eruit ziet als onze eigen zon. En zijn acht planeten hebben veel weg van die in ons zonnestelsel: rotsachtige planeten dicht bij de ster en een aantal gasreuzen verder weg.

Met de snelheid van het licht zou een ruimtevaartuig er nog meer dan 2.500 jaar over doen om Kepler-90 te bereiken, en aan de huidige snelheid van ruimteschepen zelfs 40.000 jaar, maar met NASA's ruimtetelescoop Kepler is het ondanks die afstand gelukt om te zien hoeveel planeten er om de ster draaien.

Daarbij kregen de astronomen hulp van Google-technologie op het gebied van kunstmatige intelligentie. Een computer werd getraind om de enorme hoeveelheid data die de ruimtetelescoop naar de aarde stuurt door te spitten en op zoek te gaan naar signalen die van planeten afkomstig kunnen zijn. Signalen die te zwak zijn om door mensen te worden opgemerkt.

Zo werd de achtste planeet bij Kepler-90 ontdekt en moet ons zonnestelsel, tot nog toe recordhouder met zijn aantal van acht planeten (en een aantal dwergplaneten) zijn toppositie voortaan delen.

De ontdekking bewijst dat het in kaart brengen van ons heelal maar ook de zoektocht naar ander leven buiten onze planeet in een nieuwe, spannende fase is terechtgekomen.

Inmiddels heeft Kepler een dataset opgebouwd met tienduizenden signalen die kunnen wijzen op de aanwezigheid van een planeet. De meest veelbelovende signalen worden er door geautomatiseerde systemen en soms door mensen uitgevist en verder bestudeerd. Het heeft reeds geresulteerd in de ontdekking van duizenden (kandidaat-)planeten.

Maar de zwakste signalen in de Kepler-data worden door systemen en mensen vaak over het hoofd gezien. En dat betekent dat er in de dataset mogelijk nog veel meer planeten verstopt zitten dan we denken.

Hoe deden ze het?

Om ook die planeten op te kunnen sporen, schakelden onderzoekers de hulp in van kunstmatige intelligentie. Of: machine learning, een onderzoeksgebied binnen kunstmatige intelligentie dat erop gericht is om computers te leren om patronen te herkennen.

In dit geval schotelden onderzoekers een computer eerst 15.000 geverifieerde Kepler-signalen voor. Van deze signalen was dus reeds bekend of ze het resultaat waren van een planeetovergang of niet.

Aan de hand van die dataset leerde de computer planeetovergangen herkennen en uiteindelijk kon hij in 96% van de gevallen de echte planeten en de zogenoemde false positives identificeren.

Daarna gingen de onderzoekers een stap verder: ze lieten het systeem los op de data van 670 door Kepler bestudeerde stelsels. In elk stelsel waren al meerdere planeten gedetecteerd. Grote vraag was of het systeem in deze dataset – waar de krachtigere signalen dus al uitgepikt waren – nog over het hoofd geziene, zwakkere signalen kon ontdekken. Ja dus: het systeem ontdekte Kepler-90i, de achtste planeet rond de ster Kepler-90.

Naast Kepler-90i ontdekte het kunstmatig intelligente systeem tevens een zesde planeet in het Kepler-80-systeem. En dat is mogelijk nog maar het begin. De onderzoekers zijn namelijk voornemens het systeem los te laten op de volledige dataset van Kepler, die in zijn geheel handelt over meer dan 150.000 sterren.

"Zoals we hedden verwacht, zijn er opwindende ontdekkingen verstopt in onze gearchiveerde Kepler-data, die wachten op het geschikte gereedschap om ze naar boven te halen", zei Paul Hertz van NASA's astrofisica-divisie. "Deze vondst laat zien dat onze data nog jaren een schatkist zullen zijn voor onderzoekers."

Planeet X

Eén van de ontdekkingen die nu wel eens sneller zouden kunnen komen is die van de mysterieuze planeet X, de negende planeet die rond onze zon zou draaien. De eerste aanwijzingen voor het bestaan van die planeet werden begin 2016 wereldkundig gemaakt en op dit moment wordt er actief op de planeet gejaagd.

De planeet zou tien keer groter zijn dan de aarde, 500 keer zwaarder zijn dan Pluto en een slordige 90 miljard kilometer van de zon verwijderd zijn. Inmiddels zijn we bijna twee jaar verder en is Planeet X nog altijd een vermoeden: het is astronomen namelijk nog niet gelukt om de planeet te spotten, maar het bewijs dat ze er wel degelijk is, stapelt zich op en ook NASA is ervan overtuigd dat ze moet bestaan.

Bijvoorbeeld: Kuipergordelobjecten hebben allemaal elliptische banen, maar volgen dezelfde richting in de fysieke ruimte. De kans dat dit toeval is, is slechts 0,007%. Er moet dus iets zijn dat de koers van deze objecten bepaalt.

Maar er is ook het feit dat het omloopvlak van de acht bekende planeten in ons zonnestelsel ietsje schuin staat ten opzichte van de evenaar van de zon. Het sterkste bewijsstuk is echter het feit dat de aanwezigheid van Planeet X voorspelt dat er een groepje hemellichamen moet zijn met een baanvlak dat haaks op dat van de andere planeten in het zonnestelsel staat. En zo’n populatie kleine hemellichamen zien we precies op de plek waar die zou moeten zijn. Maar "visueel" gespot is X dus nog niet.

De ontdekking van Planeet X zal door de machine learning tools wellicht een pak sneller gaan. En dan wordt ons zonnestelsel ineens een pak groter: de planeet is naar schatting zo’n twintig keer verder verwijderd van de zon dan de huidige buitenste planeet in ons zonnestelsel, Neptunus. Opeens is er dan een negende planeet om verder te verkennen.

© nasa

Lees meer

Dit al gelezen?