Искусственный интеллект помогает прогнозировать стабильность планетных систем
AstroNews.ru - 15 Июля 2020 20:54:02
Почему планеты не сталкиваются чаще? Как устроены планетные системы – такие как наша Солнечная система или множественные планетные системы вокруг других звезд? Из всех возможных орбитальных конфигурация какие конфигурации останутся стабильными на протяжении миллиардов лет?
Если исключить большое число нестабильных орбитальных конфигураций – всех тех конфигураций, которые ведут к столкновениям – то мы получим куда более интересный набор возможных состояний планетной системы, согласно авторам нового исследования.
«Отделение стабильных конфигурация от нестабильных представляет собой глубокую и чрезвычайно сложную проблему, - сказал Даниэль Тамайо (Daniel Tamayo) из Принстонского университета, США, являющийся главным автором нового исследования. Чтобы убедиться в стабильности планетной системы, астрономам нужно рассчитать движение множества взаимодействующих планет на протяжении миллиардов лет и проверить каждую возможную конфигурацию на стабильность – что связано с большими затратами машинного времени на суперкомпьютерах.
В своей работе Тамайо предпринял попытку ускорить трудоемкий процесс расчета орбитальных конфигураций, объединив упрощенные модели динамического взаимодействия между планетами с методами машинного обучения. Полученный в результате такого объединения алгоритм получил название SPOCK—Stability of Planetary Orbital Configurations Klassifier. Использование данного алгоритма позволило быстро исключить большой объем нестабильных орбитальных конфигураций – расчеты, которые заняли бы тысячи часов, теперь могут быть произведены за считанные минуты. Так, в системе Кеплер-431, в которой известно три планеты, с данными наблюдений согласуется огромное число возможных орбит (левая часть титульного фото). В результате расчета можно исключить нестабильные орбитальные конфигурации и получить более точное представление об орбитах планет (правая часть снимка). Прежние методы для проведения этих расчетов требовали свыше одного года машинного времени, в то время как алгоритм SPOCK решил задачу за 14 минут, сказали авторы.
Исследование опубликовано в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.