370 個の系外惑星を発見した NASA AI モデルが TESS データを調査

科学者たちは、太陽以外の恒星を周回する系外惑星として知られる 6,000 以上の惑星を発見しました。これらの惑星の半分以上は、NASA の引退したケプラー ミッションと NASA の現在の TESS (トランジット系外惑星調査衛星) ミッションからのデータのおかげで発見されました。しかし、これらのミッションから得られた膨大なデータの宝庫には、まだ発見されていない惑星が数多く含まれています。両方のミッションからのデータはすべて NASA アーカイブで公開されており、世界中の多くのチームがそのデータを使用して、さまざまな技術を使用して新しい惑星を見つけています。

2021年、カリフォルニアのシリコンバレーにあるNASAのエイムズ研究センターのチームは、人工知能（AI）を使用してケプラーデータから370の新しい太陽系外惑星を検証するオープンソースソフトウェアの一部であるExoMinerを作成した。現在、チームは Kepler と TESS データの両方でトレーニングされた、ExoMiner++ と呼ばれるモデルの新しいバージョンを作成しました。

Astronomical Journal に掲載された最近の論文で議論されているこの新しいアルゴリズムは、最初の実行で TESS から 7,000 個のターゲットを系外惑星候補として特定しました。系外惑星候補とは、惑星である可能性が高い信号ですが、確認するには追加の望遠鏡による追跡観測が必要です。

ExoMiner++ は GitHub から無料でダウンロードできるため、研究者は誰でもこのツールを使用して、TESS の増大する公開データ アーカイブ内で惑星を探すことができます。

「ExoMiner のようなオープンソース ソフトウェアは、科学的発見を加速します」と、ワシントンの NASA 本部で NASA の最高科学データ責任者であるケビン マーフィー氏は述べています。 「研究者が開発したツールを自由に共有すると、他の人が結果を再現し、データをより深く掘り下げることができるようになります。そのため、オープンデータとコードはゴールドスタンダードサイエンスの重要な柱です。」

ExoMiner++ は、可能性のある通過の観察をふるいにかけて、どれが系外惑星によって引き起こされたもので、どれが日食連星などの他の天文現象によって引き起こされたものかを予測します。 「このケースのように、数十万の信号がある場合、深層学習テクノロジーを導入するのに理想的な場所です」と、NASA エイムズの KBR 従業員であり、ExoMiner++ の共同研究者を務めるミゲル マルティニョ氏は述べています。

ケプラーと TESS は動作が異なります。TESS はほぼ全天を調査し、主に近くの星を通過する惑星を探しますが、ケプラーは TESS よりも空の小さな部分をより深く観察しました。これらの異なる観測戦略にもかかわらず、2 つのミッションは互換性のあるデータセットを生成するため、ExoMiner++ が両方の望遠鏡からのデータでトレーニングし、強力な結果を提供することができます。 ExoMiner のプロジェクト リーダーで NASA エイムズの KBR 従業員であるハメド ヴァリザデガン氏は、「リソースはそれほど多くありませんが、多くの利益を得ることができます」と述べています。

ExoMiner++ の次のバージョンでは、モデルの有用性が向上し、将来の系外惑星検出の取り組みに情報が提供されます。 ExoMiner++ は現在、可能性のある通過信号のリストが与えられた場合に惑星候補にフラグを立てることができますが、チームはモデルに生データから信号自体を識別できる機能を提供することにも取り組んでいます。

TESS からの継続的なデータ ストリームに加えて、将来の太陽系外惑星探索ミッションでは、ExoMiner ユーザーはさらに多くのデータを扱えるようになります。 NASA の次期ナンシー グレース ローマン宇宙望遠鏡は、数万件の系外惑星の通過を捕捉する予定です。また、TESS データと同様に、ローマン データも、NASA のゴールド スタンダード サイエンスへの取り組みと一般の人々とのデータ共有に沿って自由に利用できるようになります。 ExoMiner モデルの進歩は、ローマのデータから太陽系外惑星を探すのにも役立つ可能性があります。

「NASA のオープンサイエンスへの取り組みは、科学の向上だけでなく、ソフトウェアの向上にもつながるでしょう」と NASA エイムズの系外惑星科学者ジョン ジェンキンス氏は述べています。 「オープンソースの科学とオープンソース ソフトウェアのおかげで、系外惑星の分野がこれほど急速に進歩しています。」

NASA の最高科学データ責任者室は、NASA のオープン サイエンスの取り組みを主導しています。科学データ、ツール、研究、ソフトウェアを公的に共有することで、NASA の科学ミッションの影響が最大化されます。科学研究の透明性と再現性に対する NASA の取り組みの詳細については、science.nasa.gov/open-science をご覧ください。 NASA の科学データの影響に関する詳細な記事を受信箱に直接配信するには、NASA Open Science ニュースレターにサインアップしてください。

ローレン・リース著
最高科学データ責任者室の Web コンテンツ ストラテジスト