La inteligencia artificial descubre nuevos exoplanetas analizando las curvas de luz del telescopio Kepler.

El análisis de la enorme cantidad de datos recogidos por el telescopio espacial Kepler de la NASA es un proceso lento y laborioso. De hecho, la astronomía es una ciencia que en la última década acumula océanos de datos (piensen en la misión Gaia) que deben ser correctamente analizados para extraer la información correcta. Sin la ayuda de potentes computadores que procesan este material -big data- sería imposible avanzar con la celeridad deseada. La novedad es que la inteligencia artificial desarrollada por el gigante Google viene al rescate y se ha sumado a la búsqueda con prometedores resultados.

El programa utiliza un algoritmo de Deep learning en redes neuronales artificiales convolucionales (como nuestro cerebro). Los investigadores Christopher Shaulle y Andrew Vanderburg entrenaron el programa, ingresando 15.000 curvas de luz que delataban la presencia de exoplanetas alrededor de estrellas. Estas variaciones en las curvas de luz se producen cuando los planetas transitan delante de su estrella y provocan una minúscula disminución en el brillo total emitido por la estrella. A partir de esta primera fase de “aprendizaje supervisado”, el programa es capaz de seguir por su cuenta y detectar pequeños cambios que otras técnicas de análisis (ni hablar de científicos de carne y hueso) habían pasado por alto. La gracia de todo esto es que la red neuronal "aprende" y es capaz de descartar los falsos positivos provocados por fenómenos astrofísicos o instrumentales.

El descubrimiento más llamativo nos remite al sistema estelar de Kepler 90 (KIC 11442793), una estrella ubicada a 2445 años luz de distancia de características similares a nuestro Sol, en la constelación de Draco. Conocíamos ya la existencia de siete planetas a su alrededor. Ahora, gracias al hallazgo de Kepler-90 i, tenemos al segundo sistema estelar con ocho mundos aparte del nuestro, relegando al famoso TRAPPIST-1 (con siete planetas) a la segunda posición. Kepler 90 i es un planeta rocoso fuera de la  zona de habitabilidad. Su período es de apenas 14,4 días alrededor de una estrella más calurosa que nuestro Sol, por tanto las temperaturas deben ser asfixiantes al igual que Mercurio. El sistema de Kepler 90 es muy compacto (pero no al extremo de TRAPPISt-1), de hecho el planeta más lejano, Kepler 90 h, orbita a la misma distancia que la Tierra de nuestro Sol.

Otro hallazgo interesante es Kepler 80 g, el sexto planeta descubierto alrededor de Kepler 80 (KIC 4852528). Kepler 80 g es un 13% más grande que la Tierra y orbita con un período de 14 días. Al igual que Kepler 90 i se encuentra demasiado cerca de su estrella y las temperaturas deben ser demasiado altas, quedando fuera de la zona habitable.

El sistema planetario de la estrella Kepler 90. Muy compacto en comparación al nuestro (NASA/ Ames Reseach Center/Wendy Stenzel).

Los ocho mundos alrededor de Kepler 90. Van desde planetas con masas similares a la Tierra hasta gigantes gaseosos situados en el borde exterior (NASA/Ames Reseach Center/Wendy Stenzel).

En esta primera fase la red neuronal analizó una muestra de 670 estrellas donde ya se habían detectado exoplanetas. La suposición que guió esta etapa del trabajo es que esas estrellas eran los mejores lugares para buscar mundos que hubiesen pasado inadvertidos. La intención es que la inteligencia artificial basada en redes neuronales estudie las curvas de luz de unas 150000 estrellas en la base de datos de Kepler. Debemos recordar que durante su fase primaria, ejecutada entre 2009 y 2013, Kepler observó unas 200.000 estrellas en una pequeña región del firmamento entre las constelaciones de Cisne, Draco y Lira. Su misión principal era descubrir exoplanetas orbitando alrededor de estrellas de características similares a nuestro Sol. Sin duda hay un filón de datos a la espera de ser excavados.

Shaulle ha declarado que tuvo la idea de analizar con inteligencia artificial las curvas de luz de Kepler cuando estaba en su tiempo libre. Navegando por internet fue consciente de que las voluminosas bases de datos de Kepler eran un objetivo idóneo para lucir el potencial de esta flamante tecnología.  Paper en arxiv, con la exposición de los resultados del proyecto. El documento fue aceptado para su publicación en la revista Astronomical journal.

Así, la inteligencia artificial continúa con sus progresos lentos pero seguros. En 1996 la inteligencia Deep Blue de IBM derrotó al campeón humano de ajedrez Gari Kasparov. A partir de ahora ningún humano será capaz de vencer a las máquinas en el juego de ajedrez. En 2016 AlphaGo, de Google Deep Mind, derrotó al campeón mundial del juego del GO, el surcoreano Lee Sedol. Ya hay programas que asisten a los médicos en el diagnóstico de enfermedades y ejecutan complejas cirugías. Sin duda las próximas décadas estarán cargadas de novedades en el campo.