sexta-feira, 15 de dezembro de 2017

Descoberto oitavo planeta em torno de estrela distante

Com a recente descoberta de um oitavo planeta em órbita de Kepler-90, uma estrela parecida com o Sol a 2.545 anos-luz da Terra, o nosso Sistema Solar está agora empatado no que toca ao maior número de planetas em torno de uma única estrela.

ilustração dos oito planetas em órbita de Kepler-90

© NASA/Wendy Stenzel (ilustração dos oito planetas em órbita de Kepler-90)

O planeta foi descoberto em dados do telescópio espacial Kepler da NASA.

O recém-descoberto Kepler-90i, um planeta quente e rochoso que completa uma órbita em torno da sua estrela hospedeira a cada 14,4 dias, foi encontrado usando algoritmos de aprendizagem de máquina da Google. A aprendizagem de máquina é uma abordagem da inteligência artificial. Neste caso, os computadores aprenderam a identificar planetas ao encontrar casos, nos dados do Kepler, onde o telescópio registou sinais de planetas localizados além do nosso Sistema Solar, conhecidos como exoplanetas.

A descoberta ocorreu depois dos pesquisadores Christopher Shallue e Andrew Vanderburg terem treinado um computador para aprender a identificar exoplanetas nas leituras de luz registadas pelo Kepler, as minúsculas mudanças no brilho captado quando um planeta passava em frente, ou transitava, uma estrela. Inspirados pela maneira como os neurônios se ligam no cérebro humano, esta "rede neuronal" artificial vasculhou dados do Kepler e encontrou fracos sinais de trânsito de um oitavo planeta previamente perdido em órbita de Kepler-90, na direção da constelação de Dragão.

Embora a aprendizagem de máquina já tenha sido usada anteriormente em pesquisas da base de dados do Kepler, esta pesquisa demonstra que as redes neuronais são uma ferramenta promissora para encontrar alguns dos sinais mais fracos de mundos distantes.

Outros sistemas planetários são provavelmente mais promissores para a vida do que o Kepler-90. Cerca de 30% maior do que a Terra, Kepler-90i está tão perto da sua estrela que se pensa que a temperatura média da superfície exceda os 426º C, parecida com a temperatura diurna de Mercúrio. O seu planeta mais exterior, Kepler-90h, orbita a uma distância parecida à da Terra em relação ao Sol.

"O sistema estelar Kepler-90 é como uma mini-versão do nosso Sistema Solar. Temos planetas pequenos no interior e planetas grandes no exterior, mas tudo está agrupado mais intimamente," afirma Vanderburg, astrônomo da Universidade do Texas em Austin e da NASA.

Shallue, um engenheiro sênior de software da equipe de pesquisa do Google AI, teve a ideia de aplicar uma rede neuronal aos dados do Kepler. Ele interessou-se pela descoberta de exoplanetas depois de aprender que a astronomia, tal como outros ramos da Ciência, está rapidamente sendo inundada de dados à medida que a tecnologia para a obtenção de dados espaciais avança.

Os quatro anos de dados do Kepler consistem em mais de 35.000 possíveis sinais planetários. Os testes automatizados, e por vezes os olhos humanos, são usados para verificar os sinais mais promissores nos dados. No entanto, os sinais mais fracos geralmente perdem-se usando estes métodos. Shallue e Vanderburg pensaram que podiam haver descobertas exoplanetárias mais interessantes à espreita nos dados.

Primeiro, treinaram a rede neuronal para identificar exoplanetas em trânsito usando um conjunto de 15.000 sinais previamente examinados do catálogo de exoplanetas do Kepler. No conjunto de testes, a rede neuronal identificou corretamente planetas verdadeiros e falsos positivos 96% do tempo. Então, tendo a rede neuronal "aprendido" a detectar o padrão de um trânsito exoplanetário, os pesquisadores dirigiram o seu modelo para procurar sinais mais fracos em 670 sistemas estelares que já possuíam múltiplos planetas conhecidos. A suposição era que os sistemas multiplanetários seriam os melhores lugares para procurar mais exoplanetas.

O Kepler-90i não é única joia que esta rede neuronal descobriu. No sistema Kepler-80, encontraram um sexto planeta. Este, Kepler-80g, com o tamanho da Terra, e quatro dos seus planetas vizinhos, formam o que se chama de cadeia ressonante, onde os planetas estão bloqueados pela sua gravidade mútua numa dança orbital rítmica. O resultado é um sistema extremamente estável, semelhante aos sete planetas do sistema TRAPPIST-1.

Shallue e Vanderburg planejam aplicar a sua rede neuronal ao conjunto completo das mais de 150.000 estrelas estudadas pelo Kepler.

O Kepler produziu um conjunto de dados sem precedentes para a caça exoplanetária. Depois de olhar para uma zona do espaço durante quatro anos, o telescópio está agora operando numa missão estendida e muda de campo de visão a cada 80 dias.

O artigo científico que divulga estes achados foi aceito para publicação na revista The Astronomical Journal.

Fonte: McDonald Observatory

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