301 nuevos exoplanetas descubiertos de una sola vez



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301 nuevos exoplanetas de una sola vez. Una cifra que se suma a las 4.569 cuya existencia ya ha sido confirmada por los astrónomos. Pero, ¿cómo descubrieron los investigadores tantos mundos nuevos a la vez? La respuesta está en el Inteligencia artificial. Y específicamente, en una nueva red neuronal profunda llamada ExoMiner.

Las redes neuronales son algoritmos de aprendizaje automático que pueden aprender de forma independiente una tarea cuando se proporcionan suficientes datos. Y ExoMiner es exactamente eso: una red neuronal profunda que aprovecha el poder de la supercomputadora MACETA, Pléyades, y puede distinguir exoplanetas verdaderos de diferentes tipos de impostores o «falsos positivos». Su diseño está inspirado en diversas pruebas y propiedades que los expertos humanos utilizan para confirmar la existencia de nuevos exoplanetas.

ExoMiner aprende usando mundos que ya han sido confirmados en el pasado y de casos que han resultado ser falsos positivos. El sistema es extremadamente útil para integrar a los astrónomos y ayudarlos a analizar datos para descubrir qué es un planeta y qué no lo es.

Específicamente, los investigadores aplicaron la red neuronal a la enorme cantidad de datos recopilados a lo largo de los años por la misión espacial. Kepler, uno de los mayores «cazadores de planetas» de la NASA. La nave espacial, con miles de estrellas diferentes en su campo de visión, cada una con el potencial de albergar uno o más planetas, produce una gran cantidad de datos que los astrónomos tardan mucho en analizar. Pero no para ExoMiner, que puede hacerlo mil veces más rápido.

«A diferencia de otros programas de aprendizaje automático para la detección de exoplanetas», explica. Jon Jenkins, del Centro de Investigación Ames de la NASA, ExoMiner no es una caja negra; no hay ningún misterio en cuanto a por qué decide que algo es un planeta o no. Podemos explicar fácilmente qué características de los datos llevan a ExoMiner a rechazar o confirmar un planeta ‘.

Validado y confirmado

Antes de estar totalmente seguros de que se ha descubierto un nuevo exoplaneta, tienen que pasar por dos estados diferentes: validación y confirmación. Un planeta se «valida» utilizando estadísticas, es decir, qué tan probable es, según los datos disponibles, que un objeto capturado por los instrumentos sea o no un planeta. En esta etapa hablamos de «planetas candidatos». Y un candidato no pasa al estado ‘confirmado’ hasta que diferentes técnicas de observación revelan características que solo pueden explicarse por la presencia de un planeta.

En un artículo publicado en ‘
Revista astronómica
‘, el equipo de Ames muestra cómo ExoMiner descubrió los 301 planetas utilizando datos del conjunto de planetas candidatos en el Archivo Kepler. Los 301 planetas confirmados por instrumentos fueron detectados originalmente en el Centro de Operaciones Científicas de Kepler y promovidos al estado de planeta candidato por la Oficina de Ciencias de Kepler. Pero hasta ahora nadie había podido validarlos.

El artículo también demuestra cómo ExoMiner es más preciso y consistente para excluir falsos positivos y es más capaz de revelar las firmas auténticas de los planetas que orbitan alrededor de sus estrellas madres. Y todo de forma transparente, ya que los científicos pueden ver en detalle lo que llevó a ExoMiner a sus conclusiones.

«Cuando ExoMiner dice que algo es un planeta, puedes estar seguro de que es un planeta», dice. Hamed valizadegan, líder del proyecto-. ExoMiner es altamente preciso y algo más confiable que los clasificadores de máquinas existentes y los expertos humanos, debido a los sesgos que acompañan al etiquetado humano.

Se cree que ninguno de los planetas recién confirmados es similar a la Tierra o se encuentra en la zona habitable de sus estrellas progenitoras. Pero comparten características similares a la población general de exoplanetas confirmados en nuestro vecindario galáctico.

«Estos 301 descubrimientos», dice Jenkins, «nos ayudan a comprender mejor los planetas y los sistemas solares más allá del nuestro y lo que hace que el nuestro sea tan único».

A medida que la búsqueda de otros exoplanetas continúa expandiéndose con misiones como el Satélite de reconocimiento de exoplanetas en tránsito de la NASA, o TESS, y la próxima misión Tránsitos planetarios y oscilaciones estelares, o PLATOde la Agencia Espacial Europea, ExoMiner tendrá más oportunidades de demostrar que está a la altura.

«Ahora que hemos entrenado a ExoMiner usando datos de Kepler», concluye Valizadegan, «con una pequeña modificación podemos transferir el aprendizaje a otras misiones, incluida TESS, en la que estamos trabajando actualmente».

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