Em Star Wars: Uma Nova Esperança, Luke Skywalker observa o céu de Tatooine, seu planeta natal; ali, há dois sóis. Para a alegria dos fãs da saga dirigida por George Lucas — e, claro, dos entusiastas da ciência espacial —, os astrônomos já encontraram vários sistemas estelares como os de Tatooine, mas ainda faltava alguma ferramenta para ajudar nos estudos destes mundos.
É aqui que entra a nova inteligência artificial PHOEBAI.
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Quando os astrônomos observam sóis gêmeos como os de Tatooine a muitos, muitos anos-luz de distância, enfrentam grandes dificuldades para diferenciar as estrelas ali. Para completar, a tarefa fica ainda mais complexa quando uma estrela passa em frente à outra em nossa perspectiva — quando isso acontece, a luz das duas parece vir de um único objeto luminoso.
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Se por um lado as estrelas binárias eclipsantes (ou seja, sistemas em que uma passa à frente da outra e forma eclipses em nossa perspectiva) revelam muito sobre as características mais fundamentais das estrelas, por outro, o acesso a estas informações leva tempo e recursos.
“Para ‘resolver’ uma só estrela binária típica, leva pelo menos duas semanas em um grupo de computadores”, observou Andrej Prša, autor que liderou o estudo.
Agora, imagine o tempo que levaria para analisar não uma estrela binária, mas centenas de milhares delas — que é o que ele e seus colegas têm em mãos agora. Para contornar o problema, astrofísicos da Universidade Villanova criaram PHOEBE, uma inteligência artificial para servir como aliada na hora de diferenciar aparentes pontos luminosos únicos em sistemas estelares distantes.
“Mais de 50% das estrelas parecidas com o Sol e mais massivas estão em sistemas estelares binários ou múltiplos”, acrescentou Prša.
“O que demorava mais de duas semanas em um supercomputador agora leva minutos ou segundos em um laptop”, disse.
Enigma das estrelas
É aqui que entra PHOEBAI, a IA baseada no “modelo físico” PHOEBE, que já passou por várias otimizações.
“O papel da IA nesse contexto é servir como um substituto para o modelo físico. Em outras palavras, consideramos que a natureza binária do sistema já foi estabelecida, e queremos analisar observações e extrair parâmetros estelares fundamentais dos componentes da estrela binária”, explicou ele.
Veja o vídeo abaixo, que representa o sistema estelar binário U Monocerotis:
Desta forma, eles criaram um “emulador” robusto do modelo físico que tem o mesmo desempenho em termos de precisão, mas que supera o modelo físico em termos de velocidade por um fator de mais ou menos um milhão.
“A PHOEBAI tem com certeza o potencial de revolucionar nossa compreensão das estrelas binárias. Acredito que, no próximo ano, vamos ver uma transformação da área ao aumentar o número de binárias ‘resolvidas’ de algumas centenas para centenas de milhares”, ressaltou.
No momento, a equipe está realizando a validação final do modelo para garantir que não haverá problemas com os dados, mas acreditam que a ferramenta tem grande potencial — para Prša, alguns bons candidatos são os dados obtidos pelos telescópios TESS e Kepler, da NASA.
“Paralelamente, estamos preparando os dados do TESS Full Frame Image para serem modelados. Durante o verão, teremos resultados preliminares para cerca de 150.000 curvas de luz de binários eclipsantes, e vamos dedicar alguns meses para analisar e interpretar esses dados minuciosamente”, concluiu Prša.
“Quando terminarmos, divulgaremos essas descobertas para o público científico e para o público em geral em artigos revisados por pares e no site do projeto”, finalizou.
O artigo que descreve o trabalho foi publicado na revista The Astrophysical Journal.
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