Una astrónoma está empleando la inteligencia artificial para acelerar el ritmo de descubrimiento de exoplanetas similares a la Tierra. Este enfoque innovador tiene como objetivo identificar las estrellas con mayor probabilidad de albergar mundos habitables, lo que ahorra tiempo y esfuerzo a los astrónomos وumenta las posibilidades de encontrar una »segunda Tierra« entre los miles de planetas descubiertos fuera de nuestro sistema solar.
Contenido del artículo:
- ¿Qué se entiende por planetas similares a la Tierra?
- La inteligencia artificial entra en juego en la investigación astronómica
- Un modelo que aprende de los datos para identificar estrellas prometedoras
- Resultados iniciales alentadores a pesar de la escasez de planetas terrestres
- Continuación de la búsqueda: enfoque en estrellas más jóvenes y duraderas
- Una herramienta potente a pesar de los desafíos
- Los primeros pasos en el viaje de la astrobiología
- Preguntas frecuentes
¿Qué se entiende por planetas similares a la Tierra?
Cuando los científicos hablan de un planeta »similar a la Tierra«, suelen referirse a un mundo con una masa cercana a la de la Tierra que orbita alrededor de una estrella dentro de la llamada »zona habitable« de dicha estrella. La zona habitable es ese rango de distancia alrededor de una estrella donde es probable que exista agua líquida en la superficie del planeta. Sin embargo, la presencia de un planeta en este rango no significa necesariamente que esté repleto de vida o que incluso posea océanos y una atmósfera como la de la Tierra; es simplemente un requisito previo para la posibilidad de vida tal como la conocemos, no una garantía de esta.
Cámara de inteligencia artificial para detectar vida extraterrestre en el cielo próximamente
La inteligencia artificial entra en juego en la investigación astronómica
En este contexto, la astrónoma Jean Schneider (una investigadora francesa del Centro Aeroespacial Alemán en Berlín) encabeza los esfuerzos para utilizar la inteligencia artificial con el fin de acelerar el proceso de hallazgo de planetas similares a la Tierra. Schneider publicó recientemente un artículo científico en la revista »Astronomy & Astrophysics« en el que explica que ella y sus colegas desarrollaron un modelo de inteligencia artificial para predecir qué estrellas tienen más probabilidades de albergar un planeta similar a la Tierra. La idea principal es emplear la inteligencia artificial para evitar búsquedas aleatorias prolongadas, reducir el tiempo de observación de los telescopios y aumentar el número de descubrimientos potenciales.
Un modelo que aprende de los datos para identificar estrellas prometedoras
Schneider y su equipo se basaron en un estudio previo que encontró ciertas correlaciones entre la presencia de un planeta terrestre en un sistema estelar y las características de dicho sistema. Utilizando los resultados de ese estudio, entrenaron un algoritmo de »bosque aleatorio« —un tipo de algoritmo de aprendizaje automático— con datos de sistemas planetarios conocidos, para que aprendiera a distinguir entre sistemas con potencial para albergar un planeta similar a la Tierra y aquellos sin él. En la práctica, este modelo examina sistemas planetarios conocidos y los clasifica en dos categorías: »sistema que alberga un planeta similar a la Tierra« o »sistema sin un planeta similar a la Tierra«, basándose en los patrones aprendidos durante la fase de entrenamiento.
Schneider explica la idea afirmando: »En la detección de planetas, intentamos identificar patrones en conjuntos de datos que indiquen la presencia de un planeta«. Su equipo añade en el artículo de investigación: »Comprender primero dónde se forman los planetas similares a la Tierra y, por lo tanto, centrar las observaciones allí para evitar búsquedas aleatorias, reduce el tiempo medio de observación necesario para descubrir un planeta similar a la Tierra y aumenta el número de descubrimientos«.
Resultados iniciales alentadores a pesar de la escasez de planetas terrestres
Hasta la fecha, y a pesar del descubrimiento de unos 6000 exoplanetas en los últimos treinta años, solo se han encontrado alrededor de 20 sistemas estelares que contengan al menos un planeta similar a la Tierra. Esta escasez hace que la búsqueda sea comparable a encontrar una aguja en un pajar. Sin embargo, el modelo de inteligencia artificial desarrollado por Schneider es prometedor para orientar los telescopios hacia esas posibles »agujas« de manera más inteligente. Según los cálculos del equipo de investigación, orientar los esfuerzos de observación según las predicciones del modelo puede aumentar significativamente la eficiencia del descubrimiento con los mismos recursos disponibles.
Continuación de la búsqueda: enfoque en estrellas más jóvenes y duraderas
Schneider aclara que la búsqueda no termina aquí, sino que también aborda los tipos de estrellas que pueden ser más adecuadas para el surgimiento de vida inteligente a su alrededor. Las estrellas más pequeñas que el Sol —como las enanas naranjas de tipo espectral K y las enanas rojas de tipo espectral M— se caracterizan por una vida mucho más larga que la de nuestra estrella, lo que otorga a la vida una oportunidad más prolongada para desarrollarse a su alrededor si se dan las condiciones adecuadas. Asimismo, descubrir un planeta del tamaño de la Tierra alrededor de estas estrellas es relativamente más fácil en comparación con estrellas similares al Sol, debido a que la zona habitable se encuentra más cerca de la estrella y, por lo tanto, el periodo orbital del planeta es más corto, lo que hace que las señales que indican su presencia sean más claras en los datos de observación.
El equipo de Schneider señala en su estudio que crearon tres conjuntos de modelos sintéticos que representan sistemas planetarios hipotéticos que solo difieren en la masa de la estrella central. Esta única diferencia afecta directamente a la masa del disco protoplanetario alrededor de la estrella y, por consiguiente, a la cantidad de materia disponible para formar planetas. El resultado fue que cada grupo mostró diferencias en el número y las características de los planetas formados, lo que subraya la importancia de estudiar diversos tipos de estrellas en la investigación de exoplanetas.
Una herramienta potente a pesar de los desafíos
Los investigadores admiten que comparar los modelos sintéticos generados por computadora con los sistemas planetarios reales es complejo y que su modelo aún no es perfecto. Schneider afirma: »Es realmente difícil comparar el número y los patrones de los planetas predichos por nuestros modelos con la realidad, ya que sabemos que nuestro modelo no es completo«. No obstante, matiza: »Pero si observamos el panorama general a nivel del sistema planetario en su conjunto, estoy convencida de que es una herramienta sumamente potente«. Es decir, es posible que el modelo no sea capaz de predecir cada detalle preciso, pero sí es capaz de identificar tendencias generales útiles para guiar las operaciones de búsqueda.
Los primeros pasos en el viaje de la astrobiología
Schneider enfatiza que encontrar estos planetas es tan solo un primer paso en el camino hacia la comprensión de la posibilidad de vida fuera de la Tierra. Afirma: »Si detectamos un planeta dentro de un sistema estelar determinado, eso no significa que hayamos descubierto todos los planetas de ese sistema«. Y señala que podría haber un planeta similar a la Tierra en el mismo sistema pero ligeramente más alejado de la estrella o demasiado pequeño como para haberlo detectado todavía. Aquí es donde entra en juego el modelo que desarrolló: toma la información conocida sobre un sistema planetario y nos indica si existe la posibilidad de que haya un planeta similar a la Tierra aún por descubrir en dicho sistema.
Actualmente, Schneider se concentra en la búsqueda de planetas rocosos ubicados en la zona habitable de sus estrellas madre. Y explica: »El primer y más importante paso es simplemente descubrir estos planetas y elaborar una base de datos exhaustiva sobre ellos, incluso si aún no tenemos ninguna idea sobre la composición de su atmósfera o si realmente albergan vida«. Para los científicos, el simple hecho de encontrar estos mundos similares a la Tierra constituye el comienzo de un largo viaje para explorar sus características y, tal vez en el futuro, buscar signos de vida en ellos.
Preguntas frecuentes
1. ¿Cuántos planetas similares a la Tierra se han descubierto hasta ahora?
A pesar de haberse detectado unos 6000 exoplanetas, solo se han encontrado alrededor de 20 sistemas estelares que contienen al menos un planeta similar a la Tierra, lo que pone de relieve la escasez de estos mundos.
2. ¿Por qué se prefiere buscar alrededor de estrellas más pequeñas que el Sol?
Las estrellas más pequeñas, como las enanas naranjas y rojas, viven durante periodos mucho más largos que el Sol, lo que otorga a la vida más tiempo para evolucionar. Además, la detección de exoplanetas a su alrededor es técnicamente más sencilla.
3. ¿Qué es la »zona habitable«?
Es el rango de distancias alrededor de una estrella donde puede existir agua líquida en la superficie de un planeta: ni tan cerca como para que el agua se evapore, ni tan lejos como para que se congele.
