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301 novos exoplanetas são confirmados pela NASA usando o ExoMiner

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25 de Novembro de 2021
A cada exoplaneta validado, nos damos conta da imensidão do universo.
Créditos: NASA

Cientistas adicionaram recentemente 301 exoplanetas recém-validados à contagem total de exoplanetas. O grupo de planetas é o último a se juntar aos 4.569 já validados que orbitam uma infinidade de estrelas distantes.

Como os cientistas descobriram um número tão grande de planetas aparentemente de uma só vez? A resposta está em uma nova rede neural profunda chamada ExoMiner. Redes neurais profundas são métodos de aprendizado de máquina que aprendem automaticamente uma tarefa quando fornecidos com dados suficientes. ExoMiner é uma nova rede neural profunda que alavanca o supercomputador Plêiades, da NASA, e pode distinguir exoplanetas reais de diferentes tipos de impostores, ou “falsos positivos”. Seu design é inspirado por vários testes e propriedades que os cientistas usam para confirmar novos exoplanetas. E ele aprende usando exoplanetas confirmados no passado e casos de falsos positivos.

O ExoMiner complementa as pessoas que são profissionais em vasculhar dados e decifrar o que é e o que não é um planeta. Especificamente, são examinados os dados coletados pela espaçonave Kepler, da NASA, e a K2, sua missão subsequente. Para missões como a Kepler, com milhares de estrelas em seu campo de visão, cada uma com a possibilidade de hospedar múltiplos exoplanetas em potencial, é uma tarefa extremamente demorada se debruçar sobre enormes conjuntos de dados. O ExoMiner resolve esse dilema.

Jon Jenkins, cientista de exoplanetas do Ames Research Center, da NASA, no Vale do Silício da Califórnia, disse: “Ao contrário de outros programas de aprendizado de máquina para detecção de exoplanetas, o ExoMiner não é uma caixa preta – não há mistério de porque ele decide que algo é um planeta ou não. Podemos explicar facilmente quais recursos nos dados levam o ExoMiner a rejeitar ou confirmar um planeta.”

Quando um planeta cruza diretamente entre nós e sua estrela, vemos a estrela escurecer ligeiramente porque o planeta está bloqueando uma parte da luz. Este é um método que os cientistas usam para encontrar exoplanetas. Eles fazem um gráfico chamado curva de luz com o brilho da estrela em função do tempo. Usando esse gráfico, os cientistas podem ver que porcentagem da luz da estrela o planeta bloqueia e quanto tempo leva para o planeta cruzar o disco da estrela.


Quando um planeta cruza diretamente entre nós e sua estrela, vemos a estrela escurecer ligeiramente porque o planeta está bloqueando uma parte da luz.
Fonte: NASA

Qual é a diferença entre um exoplaneta confirmado e um validado? Um planeta é “confirmado”, quando diferentes técnicas de observação revelam características que só podem ser explicadas por um planeta. Um planeta é “validado” usando estatísticas – ou seja, quão provável ou improvável é dele ser um planeta com base nos dados. Em um artigo aceito para publicação no The Astrophysical Journal, a equipe da Ames mostra como o ExoMiner descobriu os 301 planetas usando dados do conjunto restante de planetas possíveis – ou candidatos – no Arquivo Kepler.

Todos os 301 planetas validados por máquina foram originalmente detectados pelo pipeline do Kepler Science Operations Center e promovidos a candidatos a planeta pelo Kepler Science Office. Mas até o uso do ExoMiner, ninguém era capaz de validá-los como planetas. O artigo também demonstra como o ExoMiner é mais preciso e consistente em descartar falsos positivos e mais capaz de revelar as assinaturas genuínas de planetas orbitando suas estrelas-mãe – ao mesmo tempo que dá aos cientistas a capacidade de ver em detalhes o que levou o ExoMiner à sua conclusão.

Hamed Valizadegan, líder do projeto ExoMiner e gerente de aprendizado de máquina da Associação de Pesquisa Espacial das Universidades em Ames, disse: “Quando o ExoMiner diz que algo é um planeta, você pode ter certeza de que é um planeta. O ExoMiner é altamente preciso e, de certa forma, mais confiável do que as máquinas classificadoras existentes e os especialistas humanos que ele deve imitar, por causa dos preconceitos que vêm com a rotulagem humana.”

Acredita-se que nenhum dos planetas recentemente confirmados seja semelhante à Terra ou esteja na zona habitável de suas estrelas-mãe. Mas eles compartilham características semelhantes à população geral de exoplanetas confirmados em nossa vizinhança galáctica. À medida que a busca por mais exoplanetas continua – com missões usando fotometria de trânsito, como o Transiting Exoplanet Survey Satellite, ou TESS, e a próxima missão PlATO, da Agência Espacial Europeia – o ExoMiner terá mais oportunidades de provar que está à altura da tarefa.

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