![\"\"](\"https:\/\/www.nasa.gov\/sites\/default\/files\/thumbnails\/image\/452b_artistconcept_beautyshot.jpg\")
<\/a>Cr\u00e9dito: Centro Espacial Ames da NASA\/JPL-Caltech\/T. Pyle<\/figcaption><\/figure>\n<\/div>\n\n\n
Num artigo publicado esta semana na revista Nature Astronomy, os investigadores descrevem como um algoritmo de aprendizagem de m\u00e1quina foi desenvolvido para detetar mais rapidamente os exoplanetas quando tais sistemas planet\u00e1rios passam em frente de uma estrela de fundo e a iluminam brevemente – um processo chamado microlente gravitacional – revelando que as teorias com d\u00e9cadas usadas agora para explicar estas observa\u00e7\u00f5es est\u00e3o lamentavelmente incompletas.<\/p>\n\n\n\n
Em 1936, o pr\u00f3prio Albert Einstein utilizou a sua nova teoria da relatividade geral para mostrar como a luz de uma estrela distante pode ser “dobrada” pela gravidade de uma estrela de primeiro plano, n\u00e3o s\u00f3 a iluminando como vista da Terra, mas muitas vezes dividindo-a em v\u00e1rios pontos de luz ou distorcendo-a num anel, agora chamado anel de Einstein. Isto \u00e9 semelhante \u00e0 forma como uma lupa pode focar e intensificar a luz do Sol.<\/p>\n\n\n\n
Mas quando o objeto em primeiro plano \u00e9 uma estrela com um planeta, o aumento de brilho ao longo do tempo – a curva de luz – torna-se mais complicado. Al\u00e9m disso, existem frequentemente m\u00faltiplas \u00f3rbitas planet\u00e1rias que podem explicar igualmente bem uma dada curva de luz – as chamadas degenera\u00e7\u00f5es. Foi a\u00ed que os humanos simplificaram a matem\u00e1tica e perderam o panorama geral.<\/p>\n\n\n\n
O algoritmo de intelig\u00eancia artificial, contudo, apontou para uma forma matem\u00e1tica de unificar os dois principais tipos de degenera\u00e7\u00e3o na interpreta\u00e7\u00e3o do que os telesc\u00f3pios detetam durante a microlente, mostrando que as duas “teorias” s\u00e3o realmente casos especiais de uma teoria mais ampla que, admitem os investigadores, \u00e9 prov\u00e1vel que ainda esteja incompleta.<\/p>\n\n\n\n
“Um algoritmo de infer\u00eancia de aprendizagem de m\u00e1quina que desenvolvemos anteriormente levou-nos a descobrir algo novo e fundamental sobre as equa\u00e7\u00f5es que governam o efeito relativista geral da distor\u00e7\u00e3o da luz por dois corpos massivos,” escreveu Joshua Bloom num blog no ano passado quando colocou o artigo cient\u00edfico no servidor de pr\u00e9-impress\u00e3o, arXiv. Bloom \u00e9 professor de astronomia na Universidade da Calif\u00f3rnia, em Berkeley, e presidente do departamento.<\/p>\n\n\n\n
Ele comparou a descoberta feita pelo estudante Keming Zhang, da mesma universidade, com as liga\u00e7\u00f5es que a equipa de IA da Google, a DeepMind, fez recentemente entre duas \u00e1reas diferentes da matem\u00e1tica. Em conjunto, estes exemplos mostram que os sistemas de aprendizagem de m\u00e1quina podem revelar associa\u00e7\u00f5es fundamentais que os humanos falham em descobrir.<\/p>\n\n\n
Cr\u00e9dito: diagrama cortesia de Research Gate<\/figcaption><\/figure>\n<\/div>\n\n\n
“Defendo que constituem uma das primeiras, se n\u00e3o a primeira vez, que a IA foi usada para produzir diretamente novos conhecimentos te\u00f3ricos na matem\u00e1tica e na astronomia,” disse Bloom. “Tal como Steve Jobs sugeriu que os computadores poderiam ser as bicicletas da mente, temos procurado uma estrutura de intelig\u00eancia artificial que servisse como um ‘foguet\u00e3o intelectual’ para os cientistas.”<\/p>\n\n\n\n
“Isto \u00e9 uma esp\u00e9cie de marco na IA e na aprendizagem de m\u00e1quina,” sublinhou o coautor Scott Gaudi, professor de astronomia na Universidade do Estado do Ohio e um dos pioneiros da utiliza\u00e7\u00e3o de microlentes gravitacionais na descoberta de exoplanetas. “O algoritmo de aprendizagem de m\u00e1quina de Keming descobriu esta degenera\u00e7\u00e3o que tinha permanecido perdida por especialistas na mat\u00e9ria durante d\u00e9cadas. Isto \u00e9 sugestivo de como a investiga\u00e7\u00e3o ir\u00e1 decorrer no futuro quando for auxiliada pela aprendizagem de m\u00e1quina, o que \u00e9 realmente excitante.”<\/p>\n\n\n\n
Descobrindo exoplanetas com microlentes<\/strong><\/p>\n\n\n\n J\u00e1 foram descobertos mais de 5000 exoplanetas, planetas para l\u00e1 do Sistema Solar, em torno de estrelas na Via L\u00e1ctea, embora poucos tenham sido realmente vistos atrav\u00e9s de um telesc\u00f3pio – s\u00e3o demasiado fracos. A maioria foi detetada porque criam um efeito Doppler nos movimentos das suas estrelas hospedeiras ou porque escurecem ligeiramente a luz da estrela quando passam em frente dela – tr\u00e2nsitos que foram o foco da miss\u00e3o Kepler da NASA. Pouco mais de 100 foram descobertos por uma terceira t\u00e9cnica, microlentes.<\/p>\n\n\n\n Um dos principais objetivos do Telesc\u00f3pio Espacial Nancy Grace Roman da NASA, com lan\u00e7amento previsto para 2027, \u00e9 descobrir mais milhares de exoplanetas atrav\u00e9s de microlentes. A t\u00e9cnica tem uma vantagem sobre as t\u00e9cnicas de velocidade radial e de tr\u00e2nsito na medida em que pode detetar planetas de baixa massa, incluindo os do tamanho da Terra, que est\u00e3o longe das suas estrelas, a uma dist\u00e2ncia equivalente \u00e0 de J\u00fapiter ou Saturno no nosso Sistema Solar.<\/p>\n\n\n\n Bloom, Zhang e colegas decidiram, h\u00e1 dois anos, desenvolver um algoritmo de IA para analisar mais rapidamente os dados de microlentes a fim de determinar as massas estelares e planet\u00e1rias destes sistemas e as dist\u00e2ncias a que os exoplanetas orbitam as suas estrelas. Tal algoritmo aceleraria a an\u00e1lise das prov\u00e1veis centenas de milhares de eventos que o Telesc\u00f3pio Roman detetar\u00e1 para encontrar os 1% ou menos que s\u00e3o provocados pelos sistemas exoplanet\u00e1rios.<\/p>\n\n\n\n No entanto, um problema que os astr\u00f3nomos encontram \u00e9 que o sinal observado pode ser amb\u00edguo. Quando uma estrela solit\u00e1ria em primeiro plano passa em frente de uma estrela de fundo, o brilho das estrelas de fundo sobe suavemente at\u00e9 um pico e depois cai simetricamente at\u00e9 ao seu brilho original. \u00c9 f\u00e1cil de compreender matematicamente e observacionalmente.<\/p>\n\n\n\n Mas se a estrela em primeiro plano tiver um planeta, o planeta cria um pico de luminosidade separado dentro do pico provocado pela estrela. Ao tentar reconstruir a configura\u00e7\u00e3o orbital do exoplaneta que produziu o sinal, a relatividade geral permite muitas vezes duas ou mais das chamadas solu\u00e7\u00f5es degeneradas, todas elas capazes de explicar as observa\u00e7\u00f5es.<\/p>\n\n\n At\u00e9 \u00e0 data, os astr\u00f3nomos t\u00eam geralmente lidado com estas degenera\u00e7\u00f5es de formas simplistas e artificialmente distintas, disse Gaudi. Se a luz da estrela distante passar perto da estrela em primeiro plano, as observa\u00e7\u00f5es podem ser interpretadas como uma \u00f3rbita larga ou pr\u00f3xima do planeta – uma ambiguidade que os astr\u00f3nomos podem muitas vezes resolver com outros dados. Um segundo tipo de degenera\u00e7\u00e3o ocorre quando a luz estelar de fundo passa perto do planeta. Neste caso, contudo, as duas solu\u00e7\u00f5es diferentes para a \u00f3rbita planet\u00e1ria s\u00e3o geralmente apenas ligeiramente diferentes.<\/p>\n\n\n\n Segundo Gaudi, estas duas simplifica\u00e7\u00f5es da microlente gravitacional de dois corpos s\u00e3o normalmente suficientes para determinar as verdadeiras massas e dist\u00e2ncias orbitais. De facto, num artigo publicado no ano passado, Zhang, Bloom, Gaudi e dois outros coautores da Universidade da Calif\u00f3rnia, em Berkeley, a professora de astronomia Jessica Lu e a estudante Casey Lam, descreveram um novo algoritmo de IA que n\u00e3o se baseia de todo no conhecimento destas interpreta\u00e7\u00f5es. O algoritmo acelera em muito a an\u00e1lise de observa\u00e7\u00f5es de microlentes, fornecendo resultados em milissegundos, em vez de dias, reduzindo drasticamente o tempo de processamento.<\/p>\n\n\n\n Zhang testou ent\u00e3o o novo algoritmo de IA em curvas de luz de microlentes de centenas de poss\u00edveis configura\u00e7\u00f5es orbitais de estrelas e exoplanetas e notou algo invulgar: existiam outras ambiguidades que as duas interpreta\u00e7\u00f5es n\u00e3o tinham em conta. Concluiu que as interpreta\u00e7\u00f5es comummente utilizadas de microlente eram, de facto, apenas casos especiais de uma teoria mais ampla que explica toda a variedade de ambiguidades em eventos de microlente.<\/p>\n\n\n\n “As duas teorias anteriores de degenera\u00e7\u00e3o tratam de casos em que a estrela de fundo parece passar perto da estrela em primeiro plano ou do planeta em primeiro plano,” disse Zhang. “O algoritmo de IA mostrou-nos centenas de exemplos n\u00e3o s\u00f3 destes dois casos, mas tamb\u00e9m situa\u00e7\u00f5es em que a estrela de fundo n\u00e3o passa perto nem da estrela nem do planeta em primeiro plano e n\u00e3o podem ser explicadas por nenhuma das teorias anteriores. Isso foi fundamental para n\u00f3s, ao propormos a nova teoria unificadora.”<\/p>\n\n\n\n Gaudi permaneceu c\u00e9tico ao in\u00edcio, mas aceitou as conclus\u00f5es depois de Zhang ter produzido muitos exemplos em que as duas teorias anteriores n\u00e3o encaixavam nas observa\u00e7\u00f5es e a nova teoria encaixava. Zhang olhou realmente para os dados de duas d\u00fazias de artigos anteriores que relatavam a descoberta de exoplanetas atrav\u00e9s de microlentes e descobriu que, em todos os casos, a nova teoria encaixava melhor nos dados do que as teorias anteriores.<\/p>\n\n\n\n “As pessoas estavam a ver estes eventos de microlente, que na realidade estavam a exibir esta nova degenera\u00e7\u00e3o mas n\u00e3o perceberam,” disse Gaudi. “Foi s\u00f3 mesmo quando a aprendizagem de m\u00e1quina analisou milhares de eventos que se tornou imposs\u00edvel de n\u00e3o perceber.”<\/p>\n\n\n\n Zhang e Gaudi submeteram um novo artigo cient\u00edfico que descreve rigorosamente a nova matem\u00e1tica baseada na relatividade geral e que explora a teoria em situa\u00e7\u00f5es de microlentes em que mais do que um exoplaneta orbita a estrela em primeiro plano.<\/p>\n\n\n\n A nova teoria torna tecnicamente mais amb\u00edgua a interpreta\u00e7\u00e3o das observa\u00e7\u00f5es de microlentes, uma vez que existem mais solu\u00e7\u00f5es degeneradas para descrever as observa\u00e7\u00f5es. Mas a teoria tamb\u00e9m demonstra claramente que a observa\u00e7\u00e3o do mesmo evento de microlente a partir de duas perspetivas – da Terra e em \u00f3rbita pelo Telesc\u00f3pio Espacial Roman, por exemplo – vai tornar mais f\u00e1cil a determina\u00e7\u00e3o correta das \u00f3rbitas e massas. \u00c9 isso que os astr\u00f3nomos planeiam atualmente fazer, disse Gaudi.<\/p>\n\n\n\n “A intelig\u00eancia artificial sugeriu uma forma de olhar para a equa\u00e7\u00e3o da lente sob uma nova luz e descobrir algo realmente profundo sobre a matem\u00e1tica da mesma,” disse Bloom. “A intelig\u00eancia artificial est\u00e1 a emergir n\u00e3o s\u00f3 como este tipo de ferramenta bruta na nossa caixa de ferramentas, mas como algo que na realidade \u00e9 bastante inteligente. Ao lado de um perito como Keming, os dois foram capazes de fazer algo bastante fundamental.”<\/p>\n\n\n\n \/\/ Universidade da Calif\u00f3rnia, Berkeley (comunicado de imprensa)<\/a> Microlentes gravitacionais:<\/strong> Exoplanetas: RST ([Nancy Grace] Roman Space Telescope, anteriormente WFIRST):<\/strong> Algoritmos de intelig\u00eancia artificial (IA), treinados em observa\u00e7\u00f5es astron\u00f3micas reais, superaram agora o desempenho dos astr\u00f3nomos na “peneira\u00e7\u00e3o” de grandes quantidades de dados para encontrar novas explos\u00f5es estelares, identificar novos tipos de gal\u00e1xias e detetar as fus\u00f5es de estrelas massivas, acelerando o ritmo de novas descobertas na ci\u00eancia mais antiga do mundo. Mas a IA, …<\/p>\n","protected":false},"author":1,"featured_media":5116,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"footnotes":""},"categories":[62,156,72],"tags":[147,157,913,340],"class_list":["post-5115","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","","category-cosmologia","category-diversos","category-exoplanetas","tag-exoplaneta","tag-microlentes","tag-rst","tag-wfirst"],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/ccvalg.pt\/astronomia\/wordpress\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/5115","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/ccvalg.pt\/astronomia\/wordpress\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/ccvalg.pt\/astronomia\/wordpress\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/ccvalg.pt\/astronomia\/wordpress\/wp-json\/wp\/v2\/users\/1"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/ccvalg.pt\/astronomia\/wordpress\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=5115"}],"version-history":[{"count":1,"href":"https:\/\/ccvalg.pt\/astronomia\/wordpress\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/5115\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":5117,"href":"https:\/\/ccvalg.pt\/astronomia\/wordpress\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/5115\/revisions\/5117"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/ccvalg.pt\/astronomia\/wordpress\/wp-json\/wp\/v2\/media\/5116"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/ccvalg.pt\/astronomia\/wordpress\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=5115"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/ccvalg.pt\/astronomia\/wordpress\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=5115"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/ccvalg.pt\/astronomia\/wordpress\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=5115"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}<\/a>
Cr\u00e9dito: NASA\/ESA\/K. Sahu\/STScI<\/figcaption><\/figure>\n<\/div>\n\n\n
\/\/ Artigo cient\u00edfico (Nature Astronomy)<\/a>
\/\/ Artigo cient\u00edfico (arXiv.org)<\/a>
\/\/ Artigo cient\u00edfico sobre a an\u00e1lise de microlentes observadas pelo Telesc\u00f3pio Roman (The Astronomical Journal)<\/a>
\/\/ Artigo cient\u00edfico sobre a an\u00e1lise de microlentes observadas pelo Telesc\u00f3pio Roman (arXiv.org)<\/a>
\/\/ Artigo sobre a degenera\u00e7\u00e3o das microlentes (arXiv.org)<\/a><\/p>\n\n\n\nSaiba mais:<\/h3>\n\n\n\n
Wikipedia<\/a><\/p>\n\n\n\n
<\/strong>Wikipedia<\/a>
Lista de planetas (Wikipedia)<\/a>
Lista de exoplanetas potencialmente habit\u00e1veis (Wikipedia)<\/a>
Lista de extremos (Wikipedia)<\/a>
Open Exoplanet Catalogue<\/a>
NASA<\/a>
Enciclop\u00e9dia dos Planetas Extrasolares<\/a>
Lista de exoplanetas descobertos via microlentes (Wikipedia)<\/a><\/p>\n\n\n\n
NASA<\/a>
Wikipedia<\/a><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"