Двести миллионов звёзд. В самом центре нашей Галактики будущий телескоп Нэнси Грейс Роман будет караулить мимолётные вспышки. Эти вспышки возникают, когда невидимая планета-странник — свободно плавающая планета (мир, летящий сам по себе) или экзопланета (планета у далёкой звезды) — на короткое время усиливает свет фоновой звезды своим притяжением. Эффект называется микролинзированием (гравитационная фокусировка света). Такие события длятся всего часы, и их легко пропустить.
Старые методы поиска работали как дозорный с биноклем: если вспышка была выше определённого порога по нескольким фотометрическим (связанным с яркостью) признакам, её считали находкой. Но короткие вспышки от лёгких планет часто не дотягивали до порога и оставались незамеченными — терялось до 40% событий. Новый подход даёт дозорному карту. Это нейросеть (обученная программа), которая не просто смотрит «да/нет», а оценивает полную картину: насколько вероятно, что вспышка реальна, и каковы свойства породившей её планеты.
Карта устроена так. Основу составляет трансформер — архитектура, которая обрабатывает неровные ряды измерений (время, яркость, ошибку) и с помощью механизма внимания выделяет главное. На этой основе работают две «головы». Первая учится отличать сигнал от шума по примерам и выдаёт байесовский (вероятностный) фактор — число, показывающее, во сколько раз вероятнее, что перед нами реальная линза. Вторая голова использует этот же рельеф, чтобы мгновенно оценить параметры планеты: массу, расстояние, скорость. Всё обучение построено на машинном обучении (компьютер учится на симулированных данных) и численном моделировании (расчётах на компьютере) сотен тысяч искусственных кривых блеска.
Испытания на 5 000 событий показали: карта замечает 99.9% сигналов, а ложных тревог практически нет (меньше одной на две тысячи). Особенно хорошо метод справляется с самыми короткими и слабыми событиями, которые раньше просто терялись. Теперь каждый пойманный странник сразу получает «паспорт» без дополнительных расчётов, а значит, можно составить точную перепись тёмного населения Галактики. Дозорный с картой ждёт, когда телескоп Roman начнёт присылать поток данных. И тогда в центре Млечного Пути, где прежде видели лишь мерцающий шум, он прочертит ясные линии невидимых миров.
Самая короткая вспышка от планеты-странника длится всего несколько часов — меньше, чем обычный ночной сон.
В романе Грега Бира «Планета-странник» блуждающие миры несут угрозу; новый метод превращает их из пугающей неизвестности в объекты точной науки.