La inteligencia artificial de Google descubre un nuevo planeta dentro de un sistema extrasolar ya descubierto anteriormente

Con cada año que pasa, se descubren más y más planetas extrasolares. Para hacer las cosas más interesantes, las mejoras en metodología y tecnología están permitiendo el descubrimiento de más planetas dentro de sistemas individuales. Recientemente publiquemos sobre el reciente descubrimiento de un sistema de siete planetas alrededor de la estrella enana roja conocido como TRAPPIST-1. En ese momento, este descubrimiento estableció el récord de la mayoría de los exoplanetas que orbitan alrededor de una estrella.

Hoy tenemos un nuevo ganador… Gracias al Telescopio Espacial Kepler y el sistema de aprendizaje automático de un equipo de Google AI y el Centro de Astrofísica Harvard-Smithsonian (CfA) descubrieron recientemente un octavo planeta en el sistema estelar lejano de Kepler-90. Conocido como Kepler -90i, el descubrimiento de este planeta fue posible gracias a los algoritmos de Google que detectaron evidencias de una señal de tránsito débil en los datos de la misión Kepler.

Kepler-90, es una estrella similar al Sol que se encuentra a unos 2.545 años luz de la Tierra en la constelación de Draco. Como se señaló en las investigaciones anteriores habían indicado la existencia de siete planetas alrededor de la estrella, una combinación de planetas terrestres (también llamados rocosos) y gigantes gaseosos. Pero después de usar un algoritmo de Google creado para buscar datos de Kepler, el equipo de investigación confirmó la señal de otro planeta en órbita más cercana que estaba escondido dentro de los datos de la misión.

La misión Kepler depende del Método de Tránsito (también conocido como Fotometría de Tránsito) para discernir la presencia de planetas alrededor de las estrellas más brillantes. Esto consiste en observar las estrellas para detectar caídas periódicas en el brillo, que son una indicación de que un planeta está pasando delante de la estrella (es decir, en tránsito) en relación con el observador. Por el bien de su estudio, Christopher Shallue de Google AI y Andrew Vanderburg de la universidad de Texas. entrenaron una computadora para leer las curvas de luz registradas por Kepler y determinar la presencia de tránsitos.

Esta “red neuronal” artificial exploró los datos de Kepler y encontró señales débiles de tránsito que indicaban la presencia de un planeta previamente perdido alrededor de Kepler-90. Este descubrimiento no solo indicó que este sistema es muy parecido al nuestro, sino que también confirma el valor de usar inteligencia artificial para extraer datos de archivo. Si bien el aprendizaje automático se ha utilizado para buscar datos de Kepler anteriormente, esta investigación demuestra que incluso las señales más débiles ahora se pueden discernir.

Este planeta recientemente descubierto, conocido como Kepler-90i, es un planeta rocoso que es comparable en tamaño a la Tierra (1.32 ± 0.21 radios de la Tierra) que orbita su estrella con un período de 14.4 días. Dada su proximidad a su estrella, se cree que este planeta experimenta temperaturas extremas 436 °C; lo que lo hace más cálido que el máximo diurno de Mercurio de 427 °C.

Como ingeniero sénior de software con el equipo de investigación de Google AI, a Shallue se le ocurrió la idea de aplicar una red neuronal a los datos de Kepler después de enterarse de que la astronomía (como otras ramas de la ciencia) se está convirtiendo rápidamente en una gran preocupación.

La misión Kepler, en sus primeros cuatro años en operación, acumuló un conjunto de datos que consistía en 35.000 posibles señales de tránsito planetario. En el pasado, se usaban pruebas automatizadas y, a veces, inspecciones visuales para verificar las señales más prometedoras en los datos. Sin embargo, las señales más débiles a menudo se omiten con estos métodos, dejando docenas o incluso cientos de planetas desaparecidos.

Buscando mejorar en esto, Shallue formó equipo con Andrew Vanderburgh, becario de investigación de posgrado de la Fundación Nacional de Ciencia y becario Sagan de la NASA, para ver si el aprendizaje automático podía extraer los datos y generar más señales. El primer paso consistió en entrenar una red neuronal para identificar exoplanetas en tránsito utilizando un conjunto de 15,000 señales previamente verificadas del catálogo de exoplanetas de Kepler.

En el conjunto de prueba, la red neuronal identificó correctamente planetas verdaderos y falsos positivos con una tasa de precisión del 96%. Después de haber demostrado que podía reconocer señales de tránsito, el equipo luego dirigió su red neuronal para buscar señales más débiles en sistemas de 670 estrellas que ya tenían múltiples planetas conocidos. Estos incluyen Kepler-80, que tenía cinco planetas previamente conocidos, y Kepler-90, que tenía siete. Se obtuvieron muchos falsos positivos de planetas, pero también planetas potencialmente más reales.

El sexto planeta en Kepler-80 es conocido como Kepler-80g, un planeta del tamaño de la Tierra que está en una cadena resonante con sus cinco planetas vecinos. Esto ocurre cuando los planetas están bloqueados por su gravedad mutua en un sistema extremadamente estable, similar a lo que experimentan los siete planetas de TRAPPIST-1. Kepler-90i, por otro lado, es un planeta del tamaño de la Tierra que experimenta condiciones y órbitas similares a Mercurio.

En el futuro, Shallue y Vanderburg planean aplicar su red neuronal al archivo completo de Kepler de más de 150.000 estrellas. Dentro de este conjunto masivo de datos, es probable que muchos más planetas estén al acecho, y posiblemente cite dentro de sistemas planetarios múltiples que ya han sido relevados. En este sentido, la misión Kepler (que ya ha sido inestimable para la investigación de exoplanetas) ha demostrado que tiene mucho más que ofrecer.

Naturalmente, el hecho de que ahora se sabe que una estrella similar al Sol tiene un sistema de ocho planetas (como nuestro Sistema Solar), hay quienes se preguntan si este sistema podría ser una buena apuesta para encontrar vida extraterrestre. Pero antes de que alguien se emocione demasiado, vale la pena señalar que los planetas de Kepler-90 orbitan bastante cerca de la estrella. Su planeta más externo, Kepler-90h, orbita a una distancia similar a su estrella que la Tierra al Sol.

El descubrimiento de un octavo planeta alrededor de otra estrella también significa que existe un sistema que rivaliza con el Sistema Solar en el número total de planetas. Tal vez es hora de que reconsideremos la decisión de la IAU de 2006: ya saben, aquella en la que Plutón fue “degradado”. Y mientras estamos en ello, tal vez deberíamos sumar a Ceres, Eris, Haumea, Makemake, Sedna y el resto.

En el futuro, es probable que se apliquen procesos similares de aprendizaje automático a las misiones de caza de exoplanetas de próxima generación, como el satélite Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) y el telescopio espacial James Webb (JWST). Estas misiones están programadas para lanzarse en 2018 y 2019, respectivamente. ¡Y mientras tanto, seguro que habrá muchas más revelaciones provenientes de Kepler!

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