CIENCIA

La nueva IA calcula las órbitas planetarias distantes 100.000 veces más rápido

Vivimos en un sistema solar de ocho planetas, ninguno de los cuales choca entre sí, lo cual es bueno para nosotros. Sin embargo, ¿con qué frecuencia los planetas de otros sistemas solares chocan entre sí? Una nueva IA diseñada por investigadores de Princeton puede hacer cálculos con una velocidad récord para determinar qué órbitas potenciales son estables y cuáles resultarán en una catástrofe. Esto podría ayudar a los astrónomos a precisar las órbitas de sistemas solares distantes que no podemos examinar con suficiente detalle.

Nuestra tecnología actual de detección de exoplanetas no puede proporcionar información orbital precisa, pero podemos tener una idea general de la mecánica analizando lo que sabemos y modelando las diversas opciones. Desafortunadamente, hay muchas órbitas potenciales, y modelar mil millones de ellas puede llevar muchas horas incluso con supercomputadoras potentes. Daniel Tamayo, becario Sagan del programa de becas Hubble de la NASA en ciencias astrofísicas en Princeton, ideó el algoritmo como una alternativa a la computación de “fuerza bruta” que los investigadores utilizan actualmente.

Según Tamayo, separar las órbitas potencialmente estables de las inestables es computacionalmente costoso, incluso con las supercomputadoras actuales porque hay muchas órbitas para explorar. El sistema SPOCK (Stability of Planetary Orbital Configurations Klassifier) ​​de Tamayo simplifica el proceso al combinar un modelo reducido de interacciones planetarias con técnicas de aprendizaje automático. Esto permite que SPOCK descarte rápidamente las opciones más inestables, brindándole algunos miles de órbitas plausibles en una fracción de segundo en lugar de horas.

En un nivel básico, el algoritmo separa los sistemas que volarán en pedazos o se romperán “pronto” de los estables. En este caso, “pronto” significa en el espacio de unos pocos millones de años. Dada la vida útil promedio de un sistema solar, es poco probable que los astrónomos vean alguna de estas configuraciones condenadas. La IA comienza simulando 10.000 órbitas. SPOCK crea 10 métricas resumidas a partir de esos datos para capturar la dinámica resonante del sistema, y ​​luego el algoritmo predice basándose en estas métricas si las configuraciones permanecerían estables durante mil millones de órbitas. Esto resulta ser unas 100.000 veces más rápido que los métodos tradicionales.

SPOCK no puede decirle exactamente cómo es un sistema solar alienígena, pero puede descartar configuraciones que son definitivamente inestables. Esto podría ayudar a los astrónomos a reducir sus observaciones mientras intentan estudiar exoplanetas distantes. Quizás algún día tengamos instrumentos lo suficientemente potentes para obtener una imagen precisa de las órbitas de los exoplanetas, pero por ahora, tendremos que dejarlo en manos de la IA.

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