TESS 搭配最新演算法，幫助找尋太陽系第 9 行星

NASA 的凌日系外行星巡天衛星（Transiting Exoplanet Survey Satellite，TESS），是近年天文學家搜索系外行星的最佳利器，在 2020 年 8 月完成第一階段全天域的搜索後，進入第二階段的擴展任務，速度比第一階段快 3 倍。

而根據我們對海王星外天體軌道運動的觀測，有些科學家相信在海王星外 10 倍的軌道距離處，可能存在太陽系「失而復得」的第 9 行星。因為距離遙遠，這個行星能反射的太陽光不可思議地微弱，找到它幾乎是不可能的挑戰。

因此最近有研究團隊利用 TESS 接近全天域的觀測資料，搭配最新的演算法，希望能找到隱藏在像素中的光點。天文學家對捕捉晦暗的恆星或深遠天體很有一套，他們利用多幅影像疊合，藉此抵銷隨機出現的雜訊，提高影像的訊雜比。但是太陽系的天體會在天球上緩慢移動，如果要使用多幅影像疊合，必須預先知道這些天體移動的路徑，並將多幅影像沿路徑逐幅偏移，才能將天體的訊號擷取出來。

▲ 圖上：將多幅影像按已知天體的路徑偏移，可以擷取出天體的微落訊號。圖下：若天體的路徑未知，演算法必須針對不同的軌跡嘗試及猜測來偏移影像。正確的偏移將產生最強的訊號。[Rice&Laughlin 2020]（Source：AAS NOVA）

如果我們不知道天體的路徑呢？這個問題看似無解，但在人工智慧發展迅速的當代，擅長影像分析處理的「卷積神經網路」可以幫助我們找到合適的影像偏移路徑。這個方法準確度或許不如已知路徑的偏移法，但論文作者也用這個方法找到了 17 個可能的外太陽系天體，而目前已知的外太陽系天體約 100 顆。若後續觀測可以證實，代表這將是找尋「第 9 行星」的新希望。