C’è forse un richiamo all’intelligenza acuta o alla spiccata capacità di risoluzione dei problemi dell’omonimo animale dietro il nome del nuovo strumento di intelligenza artificiale Raven, che significa “corvo” in italiano. A svilupparlo, i ricercatori dell’Università di Warwick (Regno Unito), che non hanno visto tradite le loro aspettative: analizzando i dati Tess della Nasa, Raven è infatti riuscito a confermare oltre cento pianeti extrasolari, individuandone ben 31 di nuovi. I dettagli su questo nuovo strumento sono stati pubblicati sulla rivista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.
Rappresentazione artistica di un tipo unico di esopianeta scoperto con il telescopio spaziale Hubble. Il pianeta è così vicino alla sua stella da completare un’orbita in 10,5 ore. Il pianeta dista solo 1.200.000 chilometri dalla stella, ovvero 1/130 della distanza tra la Terra e il Sole. Crediti: Nasa, Esa e A. Schaller (per Stsci)
La nuova pipeline di ricerca di esopianeti Raven è stata applicata a osservazioni di oltre 2,2 milioni di stelle raccolte nei primi quattro anni di attività di Tess, il telescopio spaziale della Nasa che scopre nuovi pianeti osservando cali di luminosità nella luce delle stelle, un metodo che viene appunto chiamato “dei transiti”. I ricercatori si sono concentrati sui pianeti che orbitano molto vicino alla propria stella e hanno un periodo di rivoluzione inferiore a 16 giorni, per ottenere una stima statistica di quando siano comuni questi pianeti “a breve periodo”.
«Grazie alla nostra pipeline Raven siamo riusciti a convalidare 118 nuovi pianeti e oltre duemila candidati di alta qualità, quasi mille dei quali completamente nuovi», dice Marina Lafarga Magro, prima autrice dell’articolo e ricercatrice postdoc presso l’Università di Warwick. «Si tratta di uno dei campioni meglio caratterizzati di pianeti vicini alla loro stella e ci aiuterà a individuare i sistemi più promettenti per studi futuri».
Fra i pianeti scoperti, i ricercatori hanno riconosciuto tre categorie particolarmente interessanti: i pianeti a periodo ultra-breve, che completano un’orbita in meno di 24 ore; i pianeti che si collocano per massa e periodo orbitale nel cosiddetto “deserto nettuniano”, in cui la teoria prevede una scarsità di pianeti; e sistemi multipli compatti, con più pianeti in orbita ravvicinata, inclusi nuovi sistemi con coppie planetarie attorno alla stessa stella.
Il contributo di Raven nella ricerca dei pianeti extrasolari, ormai l’avrete capito, non si limita ad “alleggerire” l’occhio dei ricercatori nell’analisi dei numerosi dati raccolti, ma riguarda la sua capacità di scrutare i dati con spirito critico, confermando quali segnali corrispondano davvero a pianeti.
Un esempio di sistema con più pianeti in orbita ravvicinata: il sistema Kepler-11. Kepler-11 è una stella simile al Sole attorno alla quale orbitano sei pianeti. A volte, due o più pianeti transitano contemporaneamente davanti alla stella, come mostra questa rappresentazione artistica di un transito simultaneo di tre pianeti osservato dalla sonda Kepler della Nasa il 26 agosto 2010. Crediti: Nasa/Tim Pyle
«La difficoltà sta nel determinare se il calo di luminosità sia davvero causato da un pianeta o da altri fenomeni, come sistemi binari a eclisse. È proprio questo il problema che Raven affronta», spiega Andreas Hadjigeorghiou, che ha guidato lo sviluppo della pipeline. «La sua forza deriva da un dataset costruito con centinaia di migliaia di simulazioni realistiche di pianeti e di eventi astrofisici in grado di imitare segnali planetari. Abbiamo addestrato modelli di machine learning a riconoscere questi schemi, un compito in cui l’IA eccelle».
Raven è inoltre progettato per gestire l’intero processo in modo integrato: dall’individuazione del segnale, alla sua analisi con l’apprendimento automatico, fino alla validazione statistica. Può essere usato, dunque, per studiare quanto siano diffusi i diversi tipi di pianeti attorno a stelle simili al Sole. In un articolo sottomesso per la pubblicazione su Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, i ricercatori hanno misurato la frequenza di diversi pianeti attorno a stelle simili al Sole, ottenendo risultati con un livello di dettaglio senza precedenti in funzione del periodo orbitale e della dimensione planetaria. Secondo i risultati, circa il 9-10 per cento delle stelle simili al Sole ospita un pianeta con orbita ravvicinata, in linea con quanto osservato dalla missione Kepler della Nasa, ma con incertezze fino a dieci volte più piccole. Lo studio fornisce inoltre la prima misura diretta della frequenza dei pianeti nel “deserto nettuniano”, mostrando che si trovano attorno ad appena lo 0,08 per cento delle stelle simili al Sole.
Per saperne di più:
- Leggi su Monthly Notices of the Royal Astronomical Society l’articolo “Automatic search for transiting planets in TESS-SPOC FFIs with RAVEN: Over 100 newly validated planets and over 2000 vetted candidates”, di Marina Lafarga, David Armstrong, Kaiming Cui, Andreas Hadjigeorghiou, Vedad Kunovac, Lauren Doyle, Edward Bryant, Rodrigo Diaz, Luis Nieto e Ares Osborn
- Leggi su arXiv il preprint dell’articolo sottomesso per revisione a Monthly Notices of the Royal Astronomical Society “RAVEN: RAnking and Validation of ExoplaNets“, di Andreas Hadjigeorghiou, David J. Armstrong, Kaiming Cui, Marina Lafarga Magro, Luis Agustín Nieto, Rodrigo F. Díaz, Lauren Doyle e Vedad Kunovac