发现第二个太阳系（NASA与谷歌人工智能合作发现第二个太阳系）
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开普勒- 90行星与我们的太阳系有着相似的结构，它们的行星围绕着恒星运行，而较大的行星则在离恒星较远的地方发现。然而第八颗行星只在地球和太阳的距离上发现了轨道，所以不知道更远的地方，包括如果还有更小的世界有待发现。行星被证明是正确的相对大小，但不是正确的轨道尺度。图片版权：NASA/Ames Research Center/Wendy Stenzel
上周美国国家航空航天局(NASA)公布了一重磅消息：开普勒任务——历史上最伟大的行星探测任务与谷歌的人工智能合作有了一个开创性的新发现。关于它可能是什么，猜测猖獗。一个类似地球的双胞胎吗？这是我们所见过的不一样的信号吗？甚至是外星智慧的暗示，或者太阳系以外的生命？
12月15的大揭秘是一个非常不平凡的消息：kepler - 90一个已知有7颗行星的恒星系统，现在被发现有8颗。虽然这使得开普勒- 90成为已知的唯一拥有和我们的太阳系一样多的行星的恒星系统，但这一平凡的声明却凸显了开普勒的数据经过了彻底的检验。尽管你可能会在未来看到头条新闻，但打赌这一点：开普勒的所有重大发现都在过去。
今天我们知道了超过3500个确认的系外行星，其中超过2500个是在开普勒数据中发现的。这些行星的大小从比木星大到比地球小。在仅仅几十年的时间里，多亏了开普勒，科学家们已经从怀疑系外行星的存在，知道星系中有更多的系外行星。图片版权：NASA/Ames Re百思特网search Center/Jessie Dotson and Wendy Stenzel
开普勒- 90系统，甚至在发现第八颗行星之前，是一个客观有趣的系统。首先和太阳系的太阳一样它是一个G级的恒星。这个系统的朝向几乎完全贴近我们的视线，其恒星系统的平面以不到一度的精度朝向我们。当看主恒星时每一次行星形成一个完整的轨道旋转，就会看到恒星因传输效应而变暗。这就是开普勒寻找行星的方式：它寻找一颗恒星的亮度周期性的大小相等，对应于某个距离和大小的行星。随后进行了后续观测，以确定行星的存在，将有力的开普勒发现从候选行星的类别中移到行星上。
天文学家发现有三颗行星都与地球的物理尺寸相当，比我们的地球大18％到32％。轨道都非常接近恒星，在两个星期或更少的时间内完成了一次公转，离地球最近的轨道只有地球到太阳距离的7%。接下来的三个行星都接近海王星大小，大约是地球半径的2到3倍。确实在他们周围有气体包围，并且与水星的距离相当或略微超过了轨道。第七颗行星是由一种更稀有、更精密的凌日变化方法发现的，它实际上是巨大的:地球半径的8倍，或者接近于土星，在金星的轨道距离上运行。
开普勒90号是一颗类似太阳的恒星，但它的八颗行星全部被缩小到与太阳相等的距离。内行星的轨道非常紧密，开普勒90i的“年”只有14.4天。相比之下，水星的轨道是88天。关于这个系统还有很多东西有待发现。图片版权：NASA/Ames Research Center/Wendy Stenzel
通过使用谷歌开创的AI机器学习技术，能够为一个更有影响力的行星百思特网提取证据，一个比木星还要大，并且在地球的距离上运行。将同样的技术应用到开普勒- 80系统中还发现了另外一颗行星，使该系统的总数达到了5个。
但就是这样这对于开普勒来说是一个“重大的进步”：一个极其复杂的新技术在完全的数据套件的绝对极限下提取一个额外的数据点的应用。事实是开普勒在其主要任务期间获得了大约3年的15万颗恒星的数据。超过90%的恒星没有显示出行星的证据，因为它们的排列不适合造成凌日不能使用凌日变化方法。那些主要是靠近恒星的，因为它们都是最有可能传输的，而且也有更多的凌日过镜的，意味着有更多的数据，更多的信号，和更大的机会被看到。我们基本上只能看到，即使是在最好的情况下，行星的运行轨道也不超过地球或火星的恒星。
这张图显示了开普勒90系统左侧的一个小区域被开普勒空间望远镜搜索到。与我们的太阳系相比，我们知道更远的行星，开普勒90可能有更多的行星。如果行星（在蓝色区域）确实存在，那么他们可能不会经历足够多的时间，而开普勒正在注视着让我们知道它们在那里。图片版权：NASA/Ames Research Center/Wendy Stenze
开普勒无法测量除了轨道参数以外的任何东西(比如半轴和周期)以及行星的半径；这是它被设计用来检测的唯一信息。在与其他天文台的配合下可以知道一些其他的东西，如质量或轨道偏心，但仅此而已。我们不能测量大气的含量，温度，或者寻找生命的迹象。尽管K2的任务仍在开普勒号上进行，但没有新的数据被收集在15万颗星上，这是最初任务的一部分。最新公告显示，最重要的是开发新技术来提取数据中最微不足道的信号是唯一剩下的开普勒进步。
该图显示了具有一个，两个，三个行星等的系统的数量。每个点代表一个已知的行星系统。我们知道有2000多个一星系统，而且有很多行星的系统越来越少。开普勒90i是第一个已知的具有八颗行星的系外行星系统，它的发现暗示着未来将会有更多星的系统出现。图片版权：美国宇航局/艾姆斯研究中心/ Wendy Stenzel和得克萨斯大学奥斯汀分校/ Andrew Vanderburg
这是一个伟大的使命，科学家们正在努力从K2和原始任务的档案数据中提取最后可用的数据。很有可能有像我们这样的太阳系统，而且在这方面的一致性很好，美国宇航局的开普勒望远镜可能会探测到金星和类似地球的行星，水星太小，其他行星都太遥远。认为太阳系只会“终结”地球轨道存在的想法是荒谬的；除了开普勒望远镜所关注的以外，还有其他的世界。为了看到它们，要么需要更长的观察周期，要么需要技术来做直接成像，这两种情况在目前的资金状况下都很遥远。
根据我们目前看到的情况，开普勒- 90可能是：
一个比太阳系年轻得多系统
比太阳百思特网和太阳系演化得更少
包含了更多离我们太远的行星(猜测有20个)
就像太阳系一样构成了这个宇宙中“正常”的一个非常不同的例子。
这是NASA外行星计划中不同元素的一个例子，包括地面观测台，如w . m . Keck天文台，以及太空望远镜，如哈勃，斯皮策，开普勒，凌日系外行星测量卫星，詹姆斯韦伯太空望远镜，广域红外测量望远镜和未来的任务。图片版权：NASA
未来的任务将会在行星发现和更多的关于这些行星的学习中迈出重大的一步。詹姆斯韦伯将可以对大型、遥远的太阳系外行星进行直接成像，并可能测量地球直径的两倍地球的大气含量。WFIRST在行星搜寻方面比开普勒更成功，如果用“星影”的话，它可以在地球大小的行星上寻找与我们自己的世界接近的有机标志。前面有很大的突破，但是还处于相对遥远的地步。
“星影”概念最早可在本世纪20年代启用直接系外行星成像。这幅概念图展示了一个使用星形阴影的望远镜。图片版权：美国宇航局和诺斯罗普格鲁曼公司
自从美国宇航局的开普勒望远镜开始运行以来，已经有近十年了，而当它彻底改变了我们对宇宙中行星的认识时，我们迫切需要新的设备和更好的数据来推动我们的理解。不幸的是，下一个寻找行星的任务TESS将会很便宜（不到1亿美元，这对于一个卫星任务来说是非常便宜的）仅仅是一个广域和低深度的开普勒望远镜，仅用两年的时间就可以测量出恒星的三倍之多。有很大的进步，但是开普勒已经看到了几乎所有的东西，实际上我们所希望的所有伟大的科学都已经被提取出来了。是时候迈出下一步了，推测可能出现的情况已经不再令人满意，是时候得到一些不一样的发现。