NASA, ESA, Joseph Olmsted (STScI)
Ilustração que mostra uma estrela anã branca a sugar detritos de objetos despedaçados num sistema planetário.
Os astrónomos descobriram recentemente centenas de estrelas anãs brancas “poluídas” na nossa Galáxia, a Via Láctea. Trata-se de anãs brancas apanhadas a consumir ativamente planetas na sua órbita.
Estas estrelas são um recurso valioso para estudar os interiores destes planetas distantes e demolidos. São também difíceis de encontrar.
Historicamente, os astrónomos têm tido de analisar manualmente montanhas de dados de levantamentos para encontrar sinais destas estrelas. Observações posteriores provariam ou refutariam, então, as suas suspeitas.
Recorrendo a uma nova forma de inteligência artificial, designada por redução de dimensionalidade não linear, uma equipa liderada por Malia Kao, estudante da Universidade do Texas em Austin, EUA, acelerou o processo, levando a uma taxa de sucesso de 99% na identificação.
Os resultados do estudo foram apresentados num artigo publicado na revista The Astrophysical Journal.
As anãs brancas são estrelas na sua fase final de vida. Esgotaram o seu combustível, libertaram as suas camadas exteriores para o espaço e estão a arrefecer lentamente. Um dia, o nosso Sol tornar-se-á uma anã branca – mas isso só acontecerá daqui a 6 mil milhões de anos.
Por vezes, os planetas que orbitam uma anã branca são atraídos pela gravidade da sua estrela, despedaçados e consumidos. Quando isto acontece, a estrela fica “poluída” com metais pesados do interior do planeta.
Como as atmosferas das anãs brancas são constituídas quase exclusivamente por hidrogénio e hélio, a presença de outros elementos pode ser atribuída de forma fiável a fontes externas.
“No caso das anãs brancas poluídas, o interior do planeta está literalmente a ser cauterizado na superfície da estrela, e nós conseguimos observar isso”, disse Kao. “Neste momento, as anãs brancas poluídas são a melhor forma de caracterizar os interiores dos planetas”.
“Por outras palavras”, acrescentou Keith Hawkins, astrónomo da UT e coautor do artigo científico, “é a única forma genuína de descobrir de que são feitos os planetas para lá do Sistema Solar, o que significa que é fundamental encontrar estas anãs brancas poluídas”.
Infelizmente, as evidências destas estrelas – que são identificadas pelos metais poluentes nas suas atmosferas – podem ser subtis e difíceis de detetar. Além disso, os astrónomos têm de as encontrar dentro de um período de tempo relativamente curto.
Embora os astrónomos possam identificar estas estrelas através da análise manual de dados de levantamentos astronómicos, este processo pode ser moroso. Para testar um processo mais rápido, a equipa aplicou a inteligência artificial (IA) aos dados disponíveis do telescópio espacial Gaia.
“O Gaia fornece um dos maiores levantamentos espetroscópicos de anãs brancas até à data, mas os dados são de tão baixa resolução que pensámos que não seria possível encontrar anãs brancas poluídas com ele”, disse Hawkins. “Este trabalho mostra que é possível”.
Para encontrar estas estrelas esquivas, a equipa utilizou a técnica de IA de redução de dimensionalidade não linear. Com ela, um algoritmo procura características semelhantes num conjunto de dados e agrupa os itens semelhantes num gráfico visual simplificado.
Os investigadores podem então rever o gráfico e decidir quais os grupos que justificam uma investigação mais aprofundada, e criaram um algoritmo para ordenar mais de 100.000 possíveis anãs brancas.
Destas, um grupo de 375 estrelas parecia prometedor: apresentavam a característica chave de terem metais pesados nas suas atmosferas. Observações posteriores com o Telescópio Hobby-Eberly, no Observatório McDonald da UT, confirmaram as suspeitas dos astrónomos.
“O nosso método pode aumentar dez vezes o número de anãs brancas poluídas conhecidas, permitindo-nos estudar melhor a diversidade e a geologia dos planetas para lá do nosso Sistema Solar”, disse Kao.
“Em última análise, queremos determinar se a vida pode existir fora do nosso Sistema Solar. Se o nosso é único entre os sistemas planetários, poderá também ser único na sua capacidade de sustentar a vida.”
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