Para muita fanfarra, a NASA acaba de anunciar a descoberta de um novo planeta rochoso, o Kepler-90i. Orbitando uma estrela a 2.545 anos-luz de distância, o novo planeta tem cerca de 1, 3 vezes o tamanho da Terra e é quente - cerca de 800 graus Fahrenheit. A descoberta é única por algumas razões: Por um lado, o Kepler-90i é o oitavo planeta do sistema solar Kepler-90, que já foi descoberto, tornando esse sistema distante a única família de exoplanetas com tantos planetas quanto o nosso.
Mas talvez seja mais impressionante como os pesquisadores descobriram o planeta: usando uma rede neural artificial desenvolvida pelo Google. A ideia básica por trás das redes neurais é que, em vez de programar regras específicas em um computador, os pesquisadores alimentam esse computador com um grande conjunto de dados e o sistema desenvolve seu próprio caminho para realizar a tarefa específica. As camadas de "neurônios" computacionais fazem cálculos simples, transferindo a saída para outra camada, diz Chris Shallue, engenheiro de software do Google especializado em redes neurais, em entrevista coletiva.
Esses sistemas foram usados anteriormente para traduzir entre idiomas, identificar tumores de câncer de mama ou até mesmo identificar cachorros-quentes contra cachorros-quentes. "Nossa idéia era transformar essa técnica nos céus e ensinar um sistema de aprendizado de máquina a identificar planetas ao redor de estrelas distantes", diz Shallue. Os resultados de sua equipe foram aceitos para publicação no The Astronomical Journal.
A descoberta do Kepler-90i marca o primeiro sistema solar de oito planetas conhecido, além do nosso - e pode haver muito mais. (NASA / Wendy Stenzel) Para usar esse tipo de sistema para caçar exoplanetas, os pesquisadores se voltaram para o vasto banco de dados de candidatos planetários que o telescópio espacial Kepler acumulou desde o seu lançamento em 2009. O Kepler monitorou o brilho de aproximadamente 200.000 estrelas, observando quedas na luz— o sinal revelador de um planeta em órbita. Pesquisadores ou cientistas cidadãos no terreno então analisam esses dados manualmente (às vezes com a ajuda de técnicas estatísticas) para identificar os candidatos planetários mais prováveis.
É um processo cansativo e demorado: dos cerca de 35.000 sinais de possíveis exoplanetas orbitando estrelas fora do nosso sistema solar, os pesquisadores até agora confirmaram 2.525 exoplanetas. "Esse processo é como procurar agulhas em um palheiro", diz Shallue.
Para ajudar a diminuir possíveis candidatos, os cientistas concentram-se principalmente nas maiores quedas de luz das estrelas, que significam os candidatos planetários mais prováveis. Então, Shallue e a equipe da Nasa transformaram uma rede neural nos pontos mais fracos, procurando planetas nos dados.
Os pesquisadores primeiro alimentaram o sistema em torno de 15.000 estrelas Kepler com planetas orbitantes já rotulados. Em seguida, forneceu os dados da rede neural a partir de 670 estrelas que eram candidatos na busca de sistemas com vários planetas. A análise revelou dois novos exoplanetas: Kepler-90i e Kepler-80g, que é o 6º planeta em seu sistema. Estatisticamente, diz Vanderburg, existe apenas uma probabilidade em 10.000 de que estes sejam falsos positivos.
A rede neural foi capaz de encontrar essas agulhas no palheiro com muito mais rapidez e eficiência do que os humanos teriam, diz Shallue. "Esta é uma técnica realmente poderosa", enfatiza Courtney Dressing, astrônomo da Universidade da Califórnia em Berkeley, que não participou do estudo. "E eles poderiam levar isso e aplicá-lo a mais estrelas e talvez encontrar mais planetas também".
A nova técnica também levanta a possibilidade de que sistemas com oito - ou até mais - planetas não sejam tão estranhos assim. "Em nosso sistema solar, sabemos que temos oito planetas porque estamos no sistema, podemos observar todos os planetas", diz Dressing. Mas se você pegasse um sistema exatamente como o nosso e o colocasse a 30 anos-luz de distância, o que veríamos da Terra? Nós provavelmente veríamos nosso enorme gigante de gás Júpiter e possivelmente a Terra, diz Dressing. "Mas provavelmente não saberíamos sobre nenhum dos outros planetas", diz ela.
Até mesmo o Kepler-90 pode estar abrigando mais corpos em órbita, diz Andrew Vanderburg, um pós-doutorado na Universidade do Texas, Austin, que é um autor do novo estudo. "Seria quase surpreendente para mim se não houvesse mais planetas em torno desta estrela", diz ele, observando que o planeta tem uma grande área em torno dele que os pesquisadores ainda precisam examinar.
Os pesquisadores esperam aprimorar seu sistema de IA para melhorar sua capacidade de identificar falsos positivos e provocar as complexidades dos dados do Kepler. Eles também planejam aproveitar mais informações suplementares que o Kepler coleta sobre as estrelas, explica Dressing.
A idéia dessa abundância planetária é excitante por algumas razões, diz Dressing. Por um lado, isso significa que há apenas mais lugares na nossa galáxia onde a vida poderia ter evoluído. Mas também poderia "mudar nossa imagem de como os planetas se formam em primeiro lugar", acrescenta ela.
O novo estudo também pode ser o início de uma colaboração oportuna. O Transiting Exoplanet Survey Satellite está pronto para ser lançado em março de 2018 para espiar as estrelas próximas à caça de corpos em órbita. "Esse conjunto de dados será tão grande que, se formos capazes de usar as sofisticadas ferramentas computacionais e redes neurais para classificar os planetas, estaremos muito mais avançados na caracterização dos planetas do que estaríamos se dependêssemos dos olhos humanos [sozinhos ", Diz Dressing. Para ela, esta mais recente descoberta" destaca a vantagem de reunir pessoas de diferentes habilidades para olhar para um novo problema. "
