Inteligência Artificial utilizada para descobrir planeta extrassolar

Se um planeta se move em torno de uma estrela e o plano da órbita coincide com a nossa linha de visão, acontece um trânsito do planeta (quando o planeta passa em frente à estrela) e uma ocultação do planeta (quando o planeta passa por trás da estrela) no decurso de cada translação completa.
Como todas as estrelas (com a excepção do Sol) estão tremendamente afastadas de nós, o que se vê e pode medir a partir da Terra, é o brilho da estrela (a quantidade de luz e a distribuição da luz pelos diferentes comprimentos de onda que compõem o espectro eletromagnético) e a ínfima diminuição da quantidade de luz que chega até nós sempre que se dá um trânsito ou uma ocultação.

Detectar essa curva de luz já é possível com equipamento amador, mas apenas quando se trata de um planeta gigante a orbitar uma estrela relativamente brilhante. Possível sim, mas difícil. A título de exemplo, o astrónomo amador João Gregório tem feito algum trabalho de colaboração Pro-Am nesta área, contando no seu currículo algumas co-descobertas.

Curva de luz relativa ao trânsito do exoplaneta Kelt-7b.
Crédito: João Gregório

Para se detectar e medir o ligeiríssimo decréscimo de luminosidade que o trânsito de um planeta de tamanho semelhante à Terra induz ao orbitar uma estrela semelhante ao nosso Sol e situada a dezenas, centenas ou milhares de anos-luz de distância, já é necessário sair desta camada de gases a que chamamos atmosfera e que cria ruído suficiente para contaminar qualquer tentativa de o encontrar.
Por esta razão, a NASA colocou em órbita, em 2009, o telescópio Kepler.
Além do método de trânsito, o desenvolvimento de espectroscópios cada vez mais precisos, levou também à descoberta de planetas por um outro método: a velocidade radial. A contagem de planetas extrassolares, ou exoplanetas, já passou a marca dos 3500 (para quem quiser saber mais há uma série de artigos do Ruben Barbosa aqui no AstroPT).

Ontem, a NASA anunciou que foi descoberto um oitavo planeta de um sistema planetário que se pensava ser composto por sete planetas. Com esta descoberta, eleva-se para  nada menos de 8 planetas a orbitar Kepler-90, uma estrela semelhante ao Sol e situada a 2545 anos-luz da Terra.
Além de Kepler-90, era conhecida uma outra estrela que também era acompanhada por sete planetas, o sistema planetário Trappist-1. Agora, com Kepler-90, a fasquia eleva-se para 8, um recorde que iguala o número de planetas do nosso Sistema Solar.

Ou seja, este sistema planetário é semelhante ao nosso em: tipo de estrela (G), número de planetas (8), e tipo de planetas (alguns rochosos e outros gigantes gasosos).
A grande diferença é que os planetas de Kepler-90 têm órbitas muito próximas da estrela (os 8 planetas descobertos estão mais próximos da estrela do que a Terra está do Sol). No entanto, não seria surpresa, no futuro, encontrar planetas com órbitas mais longe da estrela.

Com a descoberta de um oitavo planeta, o sistema planetário Kepler-90 é o primeiro a igualar a quantidade de planetas do nosso Sistema Solar (ilustração artística).
Crédito: NASA/Wendy Stenzel

O mais importante desta recente descoberta, é que foi feita com recurso a inteligência artificial. Dois investigadores (Christopher Shallue e Andrew Vanderburg) desenvolveram um software especifico, designado por rede neuronal artificial, que foi “treinado” para procurar padrões na enorme quantidade de dados recolhidos pelo telescópio espacial Kepler, de modo a identificar as minúsculas variações de luz provocadas por eventuais trânsitos de exoplanetas. Este esforço levou à descoberta de um oitavo planeta, no sistema Kepler-90, que anteriormente tinha passado despercebido.

Créditos: NASA Ames, Wendy Stenzel, APOD

artigo científico relativo a estas descobertas foi aceite para publicação no Astronomical Journal. Shallue e Vanderburg esperam aplicar a rede neuronal que desenvolveram, a todo o conjunto de dados recolhidos pelo telescópio espacial Kepler e que ascende a mais de 150 000 estrelas. 

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