Машинное обучение раскроет свойства атмосфер экзопланет

Астрономы создали систему машинного обучения, которая может вывести оценки температуры, состава и облачности экзопланеты. Для этого она использует спектры пропускания — свет звезд, прошедших сквозь атмосферу планеты во время затмения. Статья с результатами работы опубликована в журнале Nature Astronomy.

Астрономы лишь в последние 10-15 лет научили фиксировать спектры атмосфер экзопланет — свет материнских звезд, прошедший сквозь газовую оболочку каменного тела. Четыре года назад такие наблюдения впервые провели при помощи орбитального телескопа Hubble. Поскольку различные вещества в атмосфере искажают свет звезды, то это можно использовать для того, чтобы выяснить состав атмосферы и ее параметры. В частности, астрономы обнаружили следы воды, углекислого газа, метана и даже указания на присутствие облаков. Однако данные, которые ученые получают таким образом, достаточно сложны. Дело в том, что спектры молекул содержат множество компонентов, параметры среды отличаются в зависимости от того, на каком расстоянии от поверхности небесного тела она располагается, а температура и движение газов изменяют форму линий поглощения. Поэтому эти данные трудно интерпретировать.

В новой работе сотрудники Бернского университета (Швейцария) создали программу, которая может извлекать информацию из запутанных спектров пропускания экзопланет в автоматическом режиме. Кевин Хенг и его коллеги обучили алгоритм на десятках тысяч модельных спектров, которые были получены путем аналитических вычислений при различных составах, а также на значениях температуры и облачности. В качестве теста авторы проанализировали состав атмосферы экзопланеты WASP-12b, который уже был изучен другими методами. Результаты во многом совпали.

Программа работает в многомерном пространстве, количество измерений которого равно количеству спектральных полос в наблюдениях. Hubble не был предназначен для подобных исследований, поэтому у самого подходящего для этой цели инструмента телескопа — Широкоугольной камеры 3 — всего 13 полос. В будущем подобные данные должны стать намного более подробными, вплоть до тысяч различных полос. В частности, телескоп James Webb, который планируют запустить в 2020 году, сможет исследовать спектры в сотнях полос.

Понравился материал? Добавьте Indicator.Ru в «Мои источники» Яндекс.Новостей и читайте нас чаще.