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Na busca por planetas semelhantes à Terra, a inteligência artificial (IA) desempenha um papel cada vez mais importante. Mas, antes, é preciso definir o que significa ser “semelhante à Terra”. Essa não é uma definição simples e é fonte de muita confusão na mídia tradicional.
Quando os cientistas planetários dizem que um planeta é semelhante à Terra, eles querem dizer, na verdade, que se trata de um planeta com massa similar à da Terra e que está localizado na chamada zona habitável de um determinado sistema planetário extrassolar. Essa zona é definida, de forma ampla, como a região em que um planeta pode abrigar água líquida em sua superfície. Mas isso não garante que o planeta tenha oceanos, praias, fauna, flora ou qualquer coisa que se aproxime de vida.
Ainda assim, Jeanne Davoult, astrofísica francesa do Centro Aeroespacial Alemão (DLR), em Berlim, está na linha de frente do uso de inteligência artificial para acelerar o processo de identificação desses planetas. Ela utiliza modelos e algoritmos de IA que poderiam confundir até mesmo as mentes mais brilhantes.
Em um artigo recente publicado na revista Astronomy & Astrophysics, Davoult, a autora escreve que o objetivo é usar a IA para prever quais estrelas têm maior probabilidade de abrigar um planeta semelhante à Terra. A meta é evitar buscas às cegas, minimizar o tempo de detecção e, assim, maximizar o número de descobertas, segundo ela e colegas da Universidade de Berna.
“Usando um estudo anterior sobre correlações entre a presença de um planeta semelhante à Terra e as propriedades de seu sistema, treinamos uma IA baseada em Random Forest, um algoritmo de aprendizado de máquina, para reconhecer e classificar sistemas como ‘com um planeta semelhante à Terra’ ou ‘sem um planeta semelhante à Terra’”, escrevem os autores.
“Para detectar planetas, tentamos identificar padrões em conjuntos de dados — padrões que correspondem a planetas”, diz Davoult, em entrevista por telefone.
“Entender e antecipar onde os planetas semelhantes à Terra se formam primeiro — e, assim, direcionar as observações para evitar buscas cegas — minimiza o tempo médio de observação necessário para detectar esses planetas e maximiza o número de detecções”, escrevem os autores.
Mas, entre os cerca de 6 mil exoplanetas detectados nos últimos 30 anos, apenas cerca de 20 sistemas com pelo menos um planeta semelhante à Terra foram encontrados, afirma Davoult.
A busca continua
Na verdade, estrelas menores que o Sol — como as anãs do tipo espectral K, bem como as onipresentes anãs vermelhas do tipo espectral M, que constituem a maioria das estrelas do cosmos — têm uma vida útil mais longa que a do nosso próprio Sol, do tipo espectral G.
“Assim, por causa de suas longas vidas estelares, é provavelmente mais provável que a vida inteligente se desenvolva ao redor dessas estrelas dos tipos K e M”, diz Davoult. “Estamos também focando bastante nas anãs M, porque é mais fácil detectar um planeta semelhante à Terra ao redor dessas estrelas do que ao redor de estrelas semelhantes ao Sol, já que a zona habitável fica mais próxima dessas estrelas, então o período orbital é mais curto”, explica.
“As três populações de sistemas sintéticos usadas neste estudo diferem apenas na massa da estrela central”, escrevem os autores. “Essa única diferença influencia diretamente a massa do disco protoplanetário e, portanto, a quantidade de material disponível para a formação de planetas”, observam. “Como resultado, as três populações exibem diferentes ocorrências e propriedades para o mesmo tipo de planeta, destacando a importância de estudar vários tipos de estrelas”, escrevem.
“Desenvolvemos um modelo usando um classificador Random Forest para prever quais sistemas planetários conhecidos têm maior probabilidade de abrigar um planeta semelhante à Terra”, dizem os autores.
“É difícil comparar realmente as populações planetárias sintéticas com as reais, porque sabemos que nosso modelo não é perfeito”, afirma Davoult. “Mas, se você considerar apenas os grandes padrões em nível de sistema, então estou convencida de que é uma ferramenta muito poderosa”, diz ela.
Primeiros passos astrobiológicos
“Se observamos um planeta dentro de um determinado sistema solar, isso não significa que tenhamos detectado todos os planetas naquele sistema”, diz Davoult. “Isso porque um planeta semelhante à Terra pode estar um pouco longe demais da estrela ou ser pequeno demais para ser detectado”, explica. Em contraste, “meu modelo leva em conta o que já sabemos sobre o sistema planetário e nos diz se existe a possibilidade de um planeta semelhante à Terra ainda não detectado estar presente naquele sistema”, afirma Davoult.
Davoult está focada especificamente em encontrar planetas rochosos na zona habitável de suas estrelas-mãe.
“O primeiro passo é apenas detectá-los e criar um banco de dados de planetas semelhantes à Terra, mesmo que ainda não tenhamos nenhuma pista sobre a composição de suas atmosferas”, diz ela.
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