Искусственный интеллект отбросил сигнал экзопланеты как шум, а нашёл её волонтёр из России

Проект Planet Hunters TESS предлагает всем желающим просматривать графики яркости звёзд и отмечать характерные U-образные провалы, которые могут означать прохождение планеты перед диском звезды. Именно так работает транзитный метод, самый результативный способ обнаружения экзопланет на сегодняшний день. По данным автора открытия Сергея Цибульченко, в официальных научных публикациях волонтёров обычно не указывают, но проект признаёт их вклад внутри платформы.

Как транзитный метод помогает находить планеты?

Представьте фонарь в темноте. Если между вами и фонарём пролетит насекомое, чувствительный прибор зафиксирует кратковременное падение яркости. Космический аппарат TESS делает то же самое: наблюдает за звёздами и регистрирует малейшие изменения их светимости.

Причин, по которым звезда может временно стать тусклее, десятки: двойные звёздные системы, пятна на поверхности, артефакты оборудования. Планета, лишь одна из них. Автоматические алгоритмы отсеивают заведомо неинтересные случаи, а волонтёры проверяют отсеянное, чтобы найти то, что алгоритм пропустил.

У метода есть ограничение: он работает только для систем, которые расположены к нам «боком», то есть мы наблюдаем их экваториальную плоскость. Если система повёрнута к нам полюсом, тень планеты на нас никогда не упадёт.

Почему алгоритм отбросил сигнал TOI-1899 b?

TESS сканирует космос секторами, на каждый сектор отведено 27 дней. Проще всего обнаружить планету, если за эти 27 дней она несколько раз прошла перед звездой: множество провалов яркости на одном графике дают алгоритму уверенность.

У TOI-1899 b орбитальный период (год на этой планете) длится больше 27 земных дней. На графике одного сектора алгоритм увидел всего один провал яркости. Для сравнения: чтобы обнаружить Землю со стороны, понадобилось бы два-три года непрерывного наблюдения нашего сектора ради двух сигналов прохода по диску Солнца.

Получив единственный сигнал, алгоритм стоял перед выбором: поднимать архивные данные по другим циклам наблюдений или признать сигнал шумом. По словам Цибульченко, в коде проекта множество блоков условной фильтрации, которые проверяют объект по астрономическим каталогам. Если объект занесён как спутник, газовое скопление, галактика или астероид, алгоритм его пропускает. Одинокий сигнал у тусклого красного карлика не прошёл автоматический фильтр.

Волонтёр же, глядя на тот же график, увидел характерную U-образную форму провала и отметил его.

Чем необычна сама планета?

TOI-1899 b, газовый гигант размером почти с Юпитер, но заметно менее массивный. Необычность в том, что она находится далеко от своего красного карлика, там, где по современным моделям формирования звёздных систем вещества в протопланетном диске (облаке газа и пыли, из которого рождаются планеты) не должно было хватить на газовый гигант.

Красные карлики, это мелкие и холодные звёзды. Считается, что из-за малой массы звезды её протопланетный диск тоже невелик, и крупные планеты могут формироваться только очень близко к звезде.

Орбита TOI-1899 b близка к окружности, а значит, ничего катастрофического с планетой не происходило: её не выбрасывало гравитационным рывком на вытянутую траекторию. По данным Цибульченко, ни одна из текущих моделей формирования звёздных систем не может объяснить, как эта планета оказалась на своей орбите. Это ставит под сомнение часть представлений об эволюции звёзд и планетарных систем.

Что понадобится

Если вы хотите повторить путь волонтёра и попробовать найти экзопланету самостоятельно:

• Компьютер или планшет с доступом в интернет
• Регистрация на платформе Zooniverse (zooniverse.org), где размещён проект Planet Hunters TESS
• Базовое понимание того, как выглядит U-образный провал на графике яркости (платформа обучает этому в первых заданиях)
• Терпение: на просмотр одного графика уходит одна-две минуты, но сигналы от реальных планет встречаются редко
• Время: от 15 минут в день, регулярность важнее продолжительности сессии

Пошаговая инструкция

1. Зайдите на сайт zooniverse.org и зарегистрируйтесь (бесплатно, достаточно электронной почты).

2. Найдите проект Planet Hunters TESS через поиск проектов или перейдите по прямой ссылке на странице проекта.

3. Пройдите обучающий блок. Платформа покажет сгенерированные графики с заведомо известными ответами. По данным Цибульченко, это делается по трём причинам:

4. научить вас находить нужные сигналы и отсеивать помехи (например, двойные звёзды, где светила по очереди закрывают друг друга);
5. оценить точность каждого участника, чтобы присвоить «вес» его отметкам;

6. определить предел человеческих возможностей: какие сигналы люди ещё различают, а какие уже неотличимы от шума.

7. Начните просматривать реальные графики. На каждом ищите повторяющиеся U-образные провалы яркости через равные интервалы.

8. Если видите подозрительный провал, отметьте его на графике кликом. Даже единственный провал стоит отметить: именно так был замечен сигнал TOI-1899 b.

9. Не пытайтесь анализировать каждый график по полчаса. Задача волонтёра, первичная фильтрация, а не финальный вердикт. Астрофизики проекта проверяют отмеченные сигналы с помощью дополнительных наблюдений.

Что это значит для вас?

Авторам Дзена и контент-мейкерам. История TOI-1899 b, это готовый сюжет для научно-популярного контента. Тема «экзопланеты и искусственный интеллект» стабильно собирает аудиторию, а конкретный пример российского волонтёра добавляет локальную привязку, которую ценит алгоритм Дзена.

Маркетологам и предпринимателям. Случай показывает рабочую модель краудсорсинга в науке: платформа бесплатно привлекает тысячи «глаз», каждый выполняет микрозадачу, а система автоматически взвешивает качество каждого участника. Принцип применим к любой задаче, где нужна массовая разметка данных или модерация контента.

Тем, кто интересуется ИИ. Искусственный интеллект в проекте Planet Hunters TESS выполняет первичную фильтрацию: отбрасывает очевидный шум, проверяет объекты по каталогам, ранжирует кандидатов. Но жёсткие правила в коде (конструкции «если объект есть в каталоге как спутник, пропустить») создают слепые зоны. TOI-1899 b попала в такую зону. Это не провал ИИ, а иллюстрация того, что фильтрация по правилам и человеческая интуиция решают разные задачи.

Сама планета TOI-1899 b пока остаётся загадкой: ни одна модель формирования звёздных систем не объясняет, как газовый гигант размером с Юпитер оказался на круговой орбите далеко от тусклого красного карлика. Если хотите быть среди тех, кто найдёт следующую такую аномалию, зайдите на Zooniverse, пройдите обучающий блок и начните с 15 минут в день.