Искусственный интеллект помогает обнаруживать скрытые планеты в отдалённых звёздных системах

Новости МирТесен

Ученые из Университета Берна создали модель искусственного интеллекта, которая позволяет прогнозировать структуру планетных систем и выявлять потенциально существующие экзопланеты, не обнаруженные ранее. Исследованием руководили Янн Алибер и Сара Маркеш из Национального центра компетенций в области исследований PlanetS и Центра космоса и обитаемости CSH, а также Жанна Даву, ныне работающая в Немецком аэрокосмическом центре в Берлине. Данный инструмент построен на базе архитектуры Transformer, аналогичной той, что применяется в масштабных языковых моделях, например, в чат-ботах и программах для создания текста.

Эта разработка основана на так называемой Бернской модели — комплексе программ, создаваемом в Университете Берна на протяжении более чем двадцати лет для числового моделирования формирования планетных систем. Несмотря на высокую точность этой модели, даже при использовании современных суперкомпьютеров вычисления занимают от нескольких дней до недели. Новый метод применяет искусственный интеллект для создания симуляций всего за несколько секунд, что обеспечивает скорость в миллион раз выше.

Модель прошла обучение на основе десятков тысяч ранее выполненных численных симуляций, проведенных в Берне. Авторы используют лингвистическую аналогию, представляя планетную систему как ряд планет: на основе параметров внутренних планет возможно прогнозирование характеристик внешних. Представленные на конференции Fast Machine Learning for Science в Цюрихе и на встрече EPSC-DPS 2025 в Хельсинки результаты демонстрируют способность модели создавать реалистичные системы, соответствующие данным, полученным с помощью традиционного моделирования.

Вместо точного расчета эволюции каждого небесного объекта, искусственный интеллект анализирует статистические связи между свойствами планет в пределах одной системы. Новый метод предполагает генерацию последовательности планет, начиная с тех, что находятся ближе к звезде, используя те же принципы прогнозирования, что и языковые модели при составлении предложений. В ходе проверки на реальной системе из трех планет, модель смогла воссоздать характеристики второй и третьей планет, имея информацию только о первой.

Искусственный интеллект, созданный в Берне, уже в скором времени получит конкретное практическое применение. Европейское космическое агентство планирует запуск миссии PLATO в 2026 году с целью выявления тысяч новых экзопланет, в том числе планет, подобных Земле. На первом этапе миссия будет фокусироваться на обнаружении планет, расположенных ближе к своим звёздам. Новая модель искусственного интеллекта позволит оценить, могут ли частично исследованные планетные системы содержать дополнительные потенциально обитаемые планеты, что оптимизирует время, отведённое на наблюдения. В последующие годы исследователи планируют расширить модель, включив в неё другие характеристики планет, такие как состав и потенциал для поддержания жизни.

По словам Янна Алиберта, данная работа является логическим продолжением исследований, которые начались более двух десятилетий назад. Искусственный интеллект не отменяет необходимость использования физических моделей для учёных, однако делает их более удобными и результативными, что открывает возможности для всё более глубокой интеграции науки о данных и астрофизики.