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AI帮助我们在太空“找朋友”

2017-12-25 10:22 来源:南方日报

  巨人的肩膀——开普勒天文望远镜

  在拥有一个稳定的观测环境之后,开普勒望远镜开始采用“凌日法”来观测行星,即行星在轨道上运行的时候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、大致体积等信息

  在人工智能大显神威之前,我们还是先了解一下被人工智能“踩过”肩膀的巨人——开普勒天文望远镜,没有它的千里眼所带来的视野,人工智能还是无处可用的。

  2014年,开普勒启动K2任务:在范围更小的数据库基础上捕捉系外行星,并对其进行多项观测。毛新愿表示,开普勒望远镜为了完成任务,练就了四大绝活:周期达372.5天的轨道、火眼金睛、明察秋毫与目不转睛。

  “开普勒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。”毛新愿说,而它回避的主要是太阳直接辐射和地球反照辐射的影响。

  在拥有一个稳定的观测环境之后,开普勒望远镜的火眼金睛就要发挥作用了。它采用“凌日法”来观测行星,即行星在轨道上运行的时候挡在恒星前面时会导致恒星的亮度稍微降低,就像是我们所观测到的日食,只不过“月球”并不是一颗行星。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。

  然后,在此基础上,开普勒望远镜还需要明察秋毫,在微弱的信号中进行准确判断。开普勒观测到的恒星与地球之间的距离以光年计算,如此远的距离时恒星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。“就好比是人的肉眼看一个极亮的探照灯,已经看不到任何东西了,但此时有一粒极小的灰尘从灯前飞过对探照灯亮度造成的影响。”毛新愿说。

  此外,值得注意的是,开普勒望远镜并不是一个“花心”的望远镜:发射后它的观测目标定位在天鹅座附近的一小块星空,每隔80天作出一定变化。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,并对比它们的区别,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。

  对于开普勒望远镜为何一直盯着天鹅座,毛新愿解释称,开普勒望远镜是做类似“抽样调查”的方式研究宇宙中的类地行星,选择天鹅座是因为距离合适,且人类对它了解较多。

编辑: 罗予岐
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