یادگیری ماشین و جست‌وجوی سیاره‌های مشابه زمین در رصدخانه‌های کارنگی در پاسادینا
شناسایی سیاره‌های کوچک از طریق رصد لرزش ستاره‌های میزبان آن‌ها مستلزم اندازه‌گیری حرکت‌هایی در حد ۱۰ تا ۳۰ سانتی‌متر بر ثانیه است؛ سرعتی معادل حدود ۴ تا ۱۲ اینچ بر ثانیه.
لیلی ژائو، پژوهشگر بورسیه برنامه ساگان ناسا در دانشگاه شیکاگو، در سخنرانی‌ای هنگام صرف ناهار در پاسادینا توضیح خواهد داد که اخترشناسان چگونه به چنین دقتی دست می‌یابند. بر اساس چکیده منتشرشده در فهرست رویدادهای مؤسسه علمی کارنگی، محور سخنرانی او پیشرفت‌هایی است که الگوریتم‌های یادگیری ماشین مبتنی بر داده در افزایش دقت اندازه‌گیری سرعت شعاعی ایجاد کرده‌اند و نقشی که این الگوریتم‌ها می‌توانند در آینده این حوزه داشته باشند.
سرعت شعاعی به مؤلفه‌ای از حرکت ستاره گفته می‌شود که در امتداد خط دید ما قرار دارد. هنگامی که سیاره‌ای به دور ستاره خود می‌چرخد، نیروی گرانشی آن باعث می‌شود ستاره اندکی به جلو و عقب حرکت کند؛ حرکتی که از زمین به شکل لرزش دیده می‌شود. بر اساس اطلاعیه خبری دانشگاه شیکاگو، ابزارهایی مانند طیف‌نگار MAROON-X این دانشگاه، این لرزش را از طریق تغییرات بسیار جزئی در رنگ نور ستاره تشخیص می‌دهند.
ژائو در چکیده سخنرانی خود نوشته است که اندازه‌گیری‌هایی با این میزان دقت برای کشف سیاره‌های کم‌جرم، بهبود درک دانشمندان از چگونگی شکل‌گیری سیاره‌ها، محاسبه ترکیبات درونی آن‌ها و محدود کردن مدل‌های مربوط به جو سیاره‌ها ضروری است. او نوشته است: «اکنون در دوره‌ای قرار داریم که طیف‌های ثبت‌شده از وفاداری و دقت بی‌سابقه‌ای برخوردارند.»
ژائو در وب‌سایت پژوهشی خود، از فعالیتش به‌عنوان دانشمند پروژه EXPRES یاد می‌کند؛ طیف‌نگاری که بر تلسکوپ ۴٫۳ متری لوول دیسکاوری نصب شده است. او همچنین نوشته که بنیان‌گذار پروژه «سیگنال‌های ستاره‌ای با دقت بسیار بالا» (Extreme Stellar Signals Project) است؛ همکاری بین‌المللی‌ای که هدف آن تفکیک سیگنال‌های ناشی از فعالیت خود ستاره از سیگنال‌های مربوط به سیاره‌های پیرامون آن است. به گفته ژائو، سیگنال‌های ذاتی ستاره‌ها در حال حاضر بزرگ‌ترین منبع خطا در اندازه‌گیری‌های سرعت شعاعی با دقت فوق‌العاده بالا به شمار می‌روند.
بر اساس اطلاعیه ناسا، ژائو در سال ۲۰۲۴ یکی از ۲۴ پژوهشگری بود که از میان بیش از ۵۲۰ متقاضی برای برنامه بورسیه هابل ناسا انتخاب شدند. عنوان طرح پژوهشی پیشنهادی او، طبق اطلاعات منتشرشده در بخش اخترشناسی دانشگاه شیکاگو، «فراهم کردن امکان شناسایی دوقلوهای زمین با استفاده از الگوریتم‌های مبتنی بر داده و همکاری جامعه علمی» است.
بر اساس اطلاعیه سال ۲۰۲۴ ناسا درباره پژوهشگران منتخب، مؤسسه علوم تلسکوپ فضایی این برنامه را با همکاری مرکز پرتو ایکس چاندرا و مؤسسه علوم سیاره‌های فراخورشیدی ناسا در مؤسسه فناوری کالیفرنیا و مرکز پردازش و تحلیل فروسرخ (Caltech/IPAC) در پاسادینا اداره می‌کند.
ژائو مدرک کارشناسی خود را از دانشگاه شیکاگو و دکترای اخترشناسی را از دانشگاه ییل دریافت کرده است. او در سال ۲۰۲۱ به‌عنوان پژوهشگر مرکز اخترفیزیک محاسباتی مؤسسه فلات‌آیرون فعالیت خود را آغاز کرد؛ بر اساس اطلاعات بنیاد سیمونز، این مرکز در حوزه اخترفیزیک محاسباتی پژوهش می‌کند. ژائو در دوران تحصیلات تکمیلی در ییل، نویسنده اول پژوهشی در سال ۲۰۱۷ بود که هدف آن محدود کردن دامنه جست‌وجو برای سیاره‌های قابل سکونت در سامانه آلفا قنطورس بود. او در گفت‌وگو با بخش خبری دانشگاه ییل، این پژوهش را «مطالعه‌ای بسیار سبز از این نظر که داده‌های موجود را بازیافت می‌کند تا به نتایج تازه برسد» توصیف کرد.
در سال ۲۰۲۵، ژائو از جمله پژوهشگران دانشگاه شیکاگو بود که نامشان به‌عنوان هم‌نویسنده در مطالعه‌ای درباره شناسایی چهار سیاره کوچک در حال گردش به دور ستاره بارنارد ثبت شد. بر اساس اطلاعیه دانشگاه درباره این پژوهش، جرم هر یک از این سیاره‌ها حدود ۲۰ تا ۳۰ درصد جرم زمین است. گروه پژوهشی برای انجام این مطالعه، داده‌های رصدی طیف‌نگار MAROON-X را که طی ۱۱۲ شب در یک دوره سه‌ساله جمع‌آوری شده بود، تحلیل کرد.
پیشینه رصدخانه‌های کارنگی به دسامبر ۱۹۰۴ بازمی‌گردد؛ زمانی که جورج الری هیل مطلع شد مؤسسه کارنگی هزینه ساخت رصدخانه پیشنهادی او را در کوه ویلسون تأمین خواهد کرد. بر اساس اطلاعات مؤسسه علمی کارنگی، هیل در جست‌وجوی آسمانی صاف‌تر از آسمان مناطق اطراف زادگاهش، شیکاگو، بود.
اطلاعات ضروری: سخنرانی «پیشبرد طیف‌سنجی دقیق و شناسایی سیاره‌های مشابه زمین» به میزبانی بخش رصدخانه‌های مؤسسه علمی کارنگی برگزار می‌شود. زمان برگزاری: جمعه ۲۳ اکتبر، از ساعت ۱۲:۱۵ تا ۱۳:۱۵. مکان: تالار ویلیام تی. گلدن در رصدخانه‌های کارنگی، واقع در ۸۱۳ خیابان سانتا باربارا، پاسادینا. این رویداد به‌صورت حضوری برگزار می‌شود و پیوند شرکت در جلسه زوم نیز برای آن درج شده است. برای کسب اطلاعات بیشتر می‌توان با دفتر مرکزی مؤسسه علمی کارنگی در واشینگتن دی‌سی، به شماره (۲۰۲) ۳۸۷-۶۴۰۰ تماس گرفت یا به صفحه رویداد در وب‌سایت مؤسسه علمی کارنگی مراجعه کرد.