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La IA al servicio de la astrobiología y los mundos habitables más allá del Sistema Solar

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El 6 de octubre de 1995, Michel Mayor y Didier Queloz publicaron un artículo en la revista Nature que estaba destinado a cambiar la astronomía para siempre. Anunció el descubrimiento de 51 pegasos b –hoy llamado Dimidio–, el Primer planeta observado orbitando una estrella distante similar al Sol.. Hasta entonces, sólo se había confirmado la presencia de dos mundos extrasolares alrededor del púlsar PSR B1257+12. Pero el descubrimiento y posterior confirmación de la existencia de 51 Pegasi b, a 50 años luz de distancia, abrió las puertas de una búsqueda científica sin precedentes que aún no ha terminado: la búsqueda de un planeta gemelo al nuestro.

51 Pegasi b no se parece en nada a la Tierra. Es un mundo enorme y gaseoso, comparable a Júpiter, y está tan cerca de su sol que las temperaturas superan los 5.000 ºC. Es un infierno, comparado con nuestro pequeño y templado planeta azul. Su detección requirió años de cálculos, comparaciones estadísticas y un sinfín de mediciones con el espectrógrafo ELODIE.en el observatorio francés de Alta Provenza.

Como declaró el propio Queloz a este periodista en 2012: “No hubo ningún momento especial. No hubo ningún ‘¡Eureka, lo tenemos!’ Fue, más bien, una idea que se fue abriendo paso poco a poco. Pasas años enteros obteniendo datos y comprobándolos mil veces. Y al final te convences de que la única explicación posible a estos datos es que existe un planeta. “Es un proceso lento y doloroso… Incluso cuando estábamos seguros, teníamos miedo de haber cometido un error, de haber hecho el anuncio equivocado”.

Pero no fue así. Desde aquel descubrimiento histórico, Queloz ha descubierto otro cien planetas fuera de nuestro sistema solar. Al mismo tiempo, Miles de astrónomos de todo el mundo han salido a la caza de mundos distantes. Una legión de investigadores desarrolla nuevos instrumentos y métodos de detección revolucionarios. Tanto en la Tierra como en el cielo, telescopios especialmente dedicados analizan la luminosidad, la velocidad radial, los tránsitos o las más mínimas perturbaciones gravitacionales en las estrellas que pueden revelar la ubicación de un planeta desconocido.

Así, los descubrimientos se han multiplicado y raro es el día en que no se anuncie el descubrimiento de un nuevo mundo extrasolar. Hoy, como se puede ver en el Archivo de exoplanetas de la NASAhay constancia de cerca de 3.800 de estos objetos, distribuidos por casi 2.900 sistemas solares diferentes. Además, hay varios miles de candidatos más cuya existencia aún no ha sido confirmada.

IA al servicio de la astrobiología.

Con estas grandes cifras, los científicos han podido empezar a hacer cosas que hace apenas unos años hubieran parecido exclusivas de la ciencia ficción, como clasificar los planetas por tipos y categorías. De esta forma, dependiendo de su masa, órbita o composición, entre otros parámetros, Los nuevos mundos han ido entrando en diferentes familias, como el de los Júpiter calientes –al que pertenece el citado 51 Pegasi b–, el de las supertierras y el de los planetas oceánicos, compuestos de carbono, lava y hierro, por citar sólo algunos.

Cada familia o categoría proporciona a los investigadores información valiosa sobre cómo nacen y se desarrollan los sistemas solares, y qué tipos concretos de estrellas son más adecuadas para albergar planetas o cuáles, por el contrario, son estériles. Pero el objetivo principal, el santo grial de los cazadores de mundos, es, sin duda, localizar Más cuerpos como la Tierra.. Es decir, capaz de albergar vida o, por qué no, cobijar a los seres humanos del futuro.

En otras páginas de esta misma publicación puedes ver Cómo la IA ha irrumpido en nuestras vidas. En cualquier periódico, revista o programa de radio o televisión, estas siglas aparecen de forma continua y en relación con los más variados temas. Sus ventajas y peligros llenan horas enteras de reflexivos debates y desafían el juicio de columnistas y pensadores de los cinco continentes. Puede que a las sociedades modernas les lleve tiempo digerir esta nueva revolución cognitiva, y más aún si tal expresión no se refiere a seres humanos.

Sin embargo, para muchos investigadores, La llegada de la inteligencia artificial y el aprendizaje automático.la capacidad de las máquinas para aprender de su entorno y sacar conclusiones es como maná caído del cielo. y el cazadores de planetas No son una excepción.

Los instrumentos científicos que se han utilizado en la incesante búsqueda de mundos habitables, como El telescopio espacial Kepler de la NASA y su sucesor, TESS, han sido diseñados para peinar grandes zonas del cieloanalizar las miles de estrellas presentes en ellos y devolver los datos a los investigadores. Y si hay algo que la inteligencia artificial sabe hacer bien es precisamente analizar grandes cantidades de datos en busca de joyas que los astrónomos podrían haber pasado por alto.

A finales de 2017, Un ingeniero informático de Google llamado Christopher Shallue tuvo la brillante idea de aplicar esta estrategia a la astronomía.. Los científicos, pensó, reciben tal cantidad de datos de los instrumentos que utilizan en sus investigaciones que tienen serias dificultades para analizarlos. La misión Kepler por sí sola ha proporcionado información sobre miles de millones de posibles órbitas planetarias. Es demasiado para que cualquier ser humano pueda manejarlo.

Por supuesto, los científicos ya disponían de una serie de programas de filtrado automático para seleccionar, entre esa avalancha de datos, aquellos que eran más prometedores. Sin embargo, estas herramientas presentan ciertos problemas; por ejemplo, tienden a ignorar por completo las señales más débiles. Con eso en mente, Shallue y su colega Andrew Vanderburg decidieron desarrollar una red neuronal artificial –una tecnología que emula la forma en que nuestro cerebro procesa los datos– capaz de digerir toda esa información previamente ignorada y buscar pistas sobre la existencia de posibles exoplanetas.

Lo primero que hicieron fue entrenar adecuadamente esa inteligencia artificial. Para esto, Lo nutrieron con más de 15.000 señales que los astrónomos ya habían examinado antes. Esa primera prueba fue un éxito, ya que la citada red neuronal logró identificar correctamente los planetas auténticos y distinguirlos de los falsos positivos, con un Tasa de éxito superior al 96%.

Una vez que la IA aprendió a reconocer otros mundos, el siguiente paso fue dirigen su atención hacia 670 estrellas que ya tenían planetas conocidosbuscando señales más sutiles que podrían haber sido excluidas. ¡Y bingo! El software encontró dos nuevos cuerpos: Kepler-90i, que se convirtió en el octavo planeta alrededor de la estrella Kepler-90, a 2.545 años luz de distancia; y Kepler-80g, que se suma a la lista de los cinco planetas descubiertos anteriormente alrededor de Kepler-80, a 1.164 años luz de distancia.

Dados estos espectaculares resultados, Shallue y Vanderburg planean poner a trabajar su red neuronal en el conjunto completo de datos de Kepler, que cubre 150.000 estrellas. De más está decir que los responsables de la misión están más que encantados con esta ayuda inesperada.

Por supuesto, no se trata sólo de encontrar nuevos planetas, sino de refinar la búsqueda y enfocarla, en la medida de lo posible, en aquellas que pudieran albergar vida. En otras palabras, los astrónomos no sólo buscan cantidad, sino también calidad. Pero ¿cómo distinguir entre rocas áridas y mundos habitables? El único ejemplo que tenemos, el único mundo que podemos utilizar para hacer comparaciones, es el nuestro. Y eso es muy poco si queremos aplicar el método científico con rigor.

Hay muchos expertos que piensan que, incluso en el poco tiempo que llevamos buscando, es posible que ya nos hayamos topado con planetas vivos y que los hayamos descartado simplemente porque no hemos podido identificar los organismos que podrían prosperar. sobre ellos. Por ahora, Tendremos que conformarnos con buscar mundos en los que la vida haya surgido a partir de los mismos elementos que en la Tierra y siguió procesos químicos similares. Una tarea, por cierto, nada sencilla.

El problema es que conocer la composición de un planeta y saber que contiene agua no es suficiente para poder afirmar que en él ha surgido vida. Hay muchos otros factores que son necesarios para que tal cosa ocurra, como la existencia de una atmósfera estable o la tectónica de placas que remueve periódicamente la corteza planetaria, mezclando los elementos y favoreciendo la actividad biológica.

Incluso si encontráramos un exoplaneta que tuviera todas estas características, todavía tendríamos que identificar desde la Tierra toda una serie de marcadores atmosféricos eso revelaría tal actividad en la superficie. En nuestro planeta este podría ser el caso del metano, que se debe en gran medida a la presencia de seres vivos.

El estudio de las atmósferas planetarias es el siguiente paso en la escalera que nos llevará a encontrar un planeta similar al nuestro. Aunque los instrumentos en servicio están al límite de sus capacidades y no tienen la precisión y resolución suficientes para permitir estos análisis, una nueva generación de observatorios espaciales y terrestres, ya en desarrollo, multiplicará las capacidades de los equipos actuales.


Fuente Informativa

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