通過已知行星，利用算法，也能“憑空”找到系外行星

利用算法，也能“憑空”找到系外行星？受Netflix或Hulu等電影流媒體服務的啟發，美國西南研究所一位科學家開發了一項技術，尋找太陽系外可能存在木星大小巨行星的恆星系統。根據已知擁有行星的恆星組成，開發了一種算法來識別可能存在巨大系外行星的恆星系統。觀看習慣讓Netflix根據已經看過的內容推薦我們可能喜歡的科幻電影。這些被觀看的電影就像已知的系外行星系統。

然後，該算法尋找那些行星尚未被探測到的恆星（它們與我從未看過的電影相當）並預測這些恆星擁有行星的可能性。正如蛋糕配方中包含一些基本成分一樣，恆星也需要特定元素才能形成巨大的行星。科學家可以利用光譜學，即光與恆星上層原子相互作用的方式，來測量恆星的成分，包括碳、鎂和矽等物質。這些元素是構成行星的要素，因為恆星和行星是在同一時間由相同的材料構成，然而，儘管你的廚房裡有很多配料，但並不是所有的配料都屬於蛋糕。

這就是電影流媒體算法的有用之處，它根據恆星中的元素來預測行星。發現，預測行星宿主恆星最具影響力的元素是碳、氧、鐵和鈉。有趣的是，沒想到鈉會成為預測一顆行星的關鍵成分。但它肯定是恆星和行星之間的重要聯繫，因為即使在觀察不同的元素組合時，它也會不斷出現。使用開發的公開可用恆星數據庫Hypatia Catalog來訓練和測試算法，是最大的恆星及其元素數據庫，為500光年以內行星提供數據。據新統計，Hypatia擁有6193顆恆星的恆星元素數據，其中401顆已知擁有行星。

該數據庫還收錄了從氫到鉛的73種恆星元素，該算法已經觀察了4200多顆恆星，並僅根據恆星內部的元素或成分，評估了擁有行星的可能性。此外，Hinkel研究了這些成分的不同組合，以了解它們如何影響算法。Hinkel團隊發現了大約360顆潛在的巨型行星宿主恆星，這些恆星有超過90%的可能性擁有一顆巨大行星。使用了存檔望遠鏡數據來尋找這些可能主恆星周圍行星的任何跡象，研究確定了該算法預測三顆恆星周圍可能存在木星大小的行星。

當被問及算法有多可靠時，研究人員表示，數據中沒有任何真實的負值，也就是說，知道沒有行星的恆星系統，所以在數據中‘隱藏’了一些已知的行星宿主恆星，看看它們的預測分數會是多少。平均得分超過75%，這太棒了！這可能比Netflix為用戶挑選科幻電影的平均水準還要高。展望未來，這些發現可能會徹底改變未來研究的目標恆星選擇，並確定元素在巨行星探測和形成中所扮演的角色，其研究發表在《天體物理學》上。

博科園｜研究/來自：西南研究院

參考期刊《天體物理學》《arXiv》

Cite: arXiv:1805.12144

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