Con molta fanfara, la NASA ha appena annunciato la scoperta di un nuovo pianeta roccioso, Kepler-90i. In orbita attorno a una stella a circa 2.545 anni luce di distanza, il nuovo pianeta è all'incirca 1, 3 volte più grande della Terra e rovente: circa 800 gradi Fahrenheit. La scoperta è unica per alcuni motivi: per uno, Kepler-90i è l'ottavo pianeta del sistema solare Kepler-90 precedentemente scoperto, rendendo questo sistema lontano l'unica famiglia di esopianeti con tanti pianeti quanti ne abbiamo.
Ma forse più impressionante è il modo in cui i ricercatori hanno scoperto il pianeta: utilizzando una rete neurale artificiale sviluppata da Google. L'idea alla base delle reti neurali è che, invece di programmare regole specifiche in un computer, i ricercatori alimentano quel computer con un ampio set di dati e il sistema sviluppa il proprio modo di svolgere il compito specifico. Strati di "neuroni" di computer eseguono ciascuno semplici calcoli, passando l'output su un altro livello, afferma Chris Shallue, un ingegnere del software di Google specializzato in reti neurali, in una conferenza stampa.
Tali sistemi sono stati precedentemente utilizzati per tradurre tra le lingue, identificare i tumori del cancro al seno o persino identificare hot dog e non hot dog. "La nostra idea era di trasformare questa tecnica nei cieli e insegnare a un sistema di apprendimento automatico come identificare i pianeti attorno a stelle lontane", dice Shallue. I risultati del suo team sono stati accettati per la pubblicazione su The Astronomical Journal.
La scoperta di Kepler-90i segna il primo sistema solare a otto pianeti noto a parte il nostro - e potrebbero essercene molti di più. (NASA / Wendy Stenzel) Per utilizzare questo tipo di sistema per la caccia agli esopianeti, i ricercatori si sono rivolti al vasto database di candidati planetari che il telescopio spaziale Kepler ha accumulato dal suo lancio nel 2009. Keplero ha monitorato la luminosità di circa 200.000 stelle, osservando i deboli cali nella luce— il segno rivelatore di un pianeta in orbita. I ricercatori o i cittadini scienziati sul campo quindi selezionano questi dati a mano (a volte con l'aiuto di tecniche statistiche) per identificare i candidati planetari più probabili.
È un processo estenuante e dispendioso in termini di tempo: dai circa 35.000 segnali di possibili esopianeti in orbita attorno a stelle al di fuori del nostro sistema solare, i ricercatori hanno finora confermato 2.525 esopianeti. "Questo processo è come cercare aghi in un pagliaio", afferma Shallue.
Per aiutare a restringere i possibili candidati, gli scienziati si concentrano principalmente sui maggiori cali di luce delle stelle, che indicano i candidati planetari più probabili. Quindi Shallue e il team della NASA hanno trasformato una rete neurale sui tuffi più deboli, cercando i pianeti nei dati.
I ricercatori hanno inizialmente alimentato il sistema con circa 15.000 stelle di Keplero con pianeti orbitanti già etichettati. Quindi ha fornito alla rete neurale i dati di 670 stelle che erano candidati nella ricerca di sistemi multi-pianeta. L'analisi ha rivelato due nuovi esopianeti: Kepler-90i e Kepler-80g, che è il sesto pianeta nel suo sistema. Statisticamente, afferma Vanderburg, esiste solo una probabilità su 10.000 che si tratti di falsi positivi.
La rete neurale è stata in grado di trovare questi aghi nel pagliaio molto più rapidamente ed efficientemente di quanto avrebbero fatto gli umani, afferma Shallue. "Questa è una tecnica davvero potente", sottolinea Courtney Dressing, un astronomo dell'Università della California a Berkeley che non è stato coinvolto nello studio. "E potrebbero prendere questo e applicarlo a più stelle e forse trovare anche più pianeti."
La nuova tecnica aumenta anche la possibilità che i sistemi con otto — o anche più — pianeti non siano poi così strani. "Nel nostro sistema solare sappiamo che abbiamo otto pianeti perché siamo nel sistema, possiamo guardare tutti i pianeti", dice Dressing. Ma se prendessi un sistema esattamente come il nostro e lo posizionassi a 30 anni luce di distanza, cosa vedremmo dalla Terra? Probabilmente vedremmo il nostro enorme gigante gassoso Giove e forse la Terra, dice Dressing. "Ma probabilmente non conosceremmo nessuno degli altri pianeti", afferma.
Perfino Kepler-90 potrebbe ospitare più corpi in orbita, afferma Andrew Vanderburg, un borsista post-dottorato all'Università del Texas, Austin, autore del nuovo studio. "Sarebbe quasi sorprendente per me se non ci fossero più pianeti attorno a questa stella", afferma, osservando che il pianeta ha una vasta area circostante che i ricercatori devono ancora esaminare.
I ricercatori sperano di affinare ulteriormente il loro sistema di intelligenza artificiale per migliorare la sua capacità di identificare falsi positivi e prendere in giro attraverso la complessità dei dati di Keplero. Hanno anche in programma di sfruttare più informazioni supplementari che Keplero raccoglie sulle stelle, spiega Dressing.
L'idea di questa abbondanza planetaria è eccitante per un paio di ragioni, dice Dressing. Per uno, significa che ci sono solo più posti nella nostra galassia in cui la vita potrebbe essersi evoluta. Ma potrebbe anche "cambiare la nostra immagine di come si formano i pianeti", aggiunge.
Il nuovo studio potrebbe anche essere l'inizio di una collaborazione tempestiva. Il satellite per il sondaggio sull'esopianeta in transito sarà lanciato nel marzo del 2018 per scrutare le stelle vicine nella caccia ai corpi in orbita. "Quel set di dati sarà così grande, che se saremo in grado di utilizzare i sofisticati strumenti computazionali e le reti neurali per classificare i pianeti, saremo molto più avanti nella caratterizzazione dei pianeti di quanto saremmo se ci affidassimo agli occhi umani [da soli ] ", Dice Dressing. Per lei, questa scoperta più recente" evidenzia il vantaggio di riunire persone di diverse competenze per guardare a un nuovo problema ".
