Por The Conversation*

¿Cómo podría la inteligencia artificial salvar al planeta de un evento de extinción masiva? ¿Podría explicar el origen del universo? ¿Podría localizar vida más allá de nuestro planeta?

Uno de los mayores desafíos en astrofísica es el análisis de grandes conjuntos de datos, algo para lo que la inteligencia artificial ha demostrado ser muy eficiente. Solo como ejemplo, en un estudio de la Universidad de Barcelona han entrenado a una IA con más de 4 millones de fuentes astronómicas, extraídas del Sloan Digital Sky Survey para enseñarle a clasificar objetos astronómicos, entre ellos asteroides potencialmente peligrosos.

También se emplea la IA para el pronóstico de tormentas solares. Solo como otro ejemplo entre cientos, el modelo DAGER, desarrollado por FDL (Frontier Development Lab), utiliza inteligencia artificial para analizar las mediciones del viento solar hechas por naves espaciales y predecir dónde golpeará una tormenta solar inminente, en cualquier lugar de la Tierra, con 30 minutos de antelación. Anticiparnos es la única manera de poner a salvo de posibles daños a nuestros sistemas de satélites y redes eléctricas.

La aplicación de IA en la detección y seguimiento de objetos espaciales potencialmente peligrosos para la Tierra ha emergido como un componente crítico en la gestión de riesgos cósmicos. Con el crecimiento constante de la cantidad de datos recopilados por telescopios y observatorios, el análisis humano es insuficiente. La identificación rápida de asteroides y cometas que podrían representar amenazas se ha convertido en un desafío que la IA está abordando con éxito.

La IA también contribuye a la predicción de órbitas y trayectorias de estos objetos. Los modelos de aprendizaje automático pueden analizar datos históricos y calcular con mayor precisión posiciones y trayectorias futuras. Esto permite a los científicos prever acercamientos y evaluar el nivel de amenaza que representan para la Tierra. Esta capacidad de análisis posibilita que los científicos y las agencias espaciales centren sus esfuerzos en la vigilancia y seguimiento de los objetos que requieren una atención más detallada.

La simulación computacional de fenómenos astrofísicos complejos también se beneficia enormemente de la IA. No solo tiene el potencial de al menos avisarnos de una catástrofe: la inteligencia artificial también va a mejorar nuestra comprensión de los eventos astrofísicos en escalas de tiempo cósmicas.

La IA tiene el potencial de revolucionar la búsqueda de vida extraterrestre. El SETI ya la está utilizando. Su proyecto Búsqueda de Inteligencia Extraterrestre utiliza algoritmos que filtran interferencias terrestres y detectan señales que los humanos no pueden identificar.

Otro ejemplo de alcance es el trabajo de un equipo estadounidense que está entrenando una IA para la identificación de vida. Han usado datos de análisis moleculares de 134 muestras ricas en carbono, tanto de origen biológico como no biológico. La IA acertó en un 90 % al identificar correctamente el origen de muestras de organismos vivos (como conchas modernas, huesos, dientes, insectos, hojas o cabello), restos de vida antigua alterada por procesos geológicos (carbón, fósiles ricos en carbono, petróleo o ámbar) y muestras de origen no biológico.

La identificación de exoplanetas es otro ámbito en el que la IA ha demostrado su utilidad. Con el aumento de la cantidad de datos de misiones como Kepler y TESS, los métodos “artesanales” de búsqueda de exoplanetas han quedado abrumados. La IA puede analizar las curvas de luz estelar y detectar señales débiles que indican la presencia de exoplanetas que podrían haber pasado desapercibidos mediante enfoques convencionales.

En el campo de la clasificación de galaxias, la IA ha mejorado significativamente la eficiencia y precisión. ClaRan, por ejemplo, un programa desarrollado para identificar rostros humanos se ha adaptado para clasificar fuentes de radio cósmicas, hablamos de decenas de millones.

La IA puede analizar imágenes de galaxias y clasificarlas automáticamente en categorías específicas.

También en la exploración del cosmos profundo la IA desempeña un papel esencial. Telescopios espaciales, como el Hubble y el James Webb, generan imágenes de alta resolución de regiones distantes del Universo. Los algoritmos de procesamiento de imágenes basados en IA pueden mejorar la calidad de estas imágenes, revelando detalles sutiles y facilitando un análisis más detallado de estructuras cósmicas.

Pero, aunque la IA ha transformado el paisaje de la astrofísica y está ayudando a responder algunas de las preguntas más fundamentales sobre el Universo, es importante conocer también sus limitaciones. Aunque es una herramienta poderosa, solo puede trabajar con los datos que se le proporcionan, por lo que sus resultados pueden resultar sesgados. De ahí la importancia de usar datos confiables y tener la capacidad de analizar los resultados para detectar sesgos o incongruencias y corregirlos.

En cualquier caso, resulta necesario integrar el uso de IA en la enseñanza de los futuros astrofísicos. Es esencial para preparar a la próxima generación de científicos de manera efectiva.

En lugar de percibir la IA como una forma de hacer trampa, es fundamental entenderla como una herramienta valiosa para la investigación astrofísica contemporánea. Más aún, la IA será LA herramienta del futuro. No importará a qué nos dediquemos: si no sabemos usar correctamente la inteligencia artificial tendremos un problema.

*Alejandro Márquez Lugo, Profesor Investigador (Astrofísica), Universidad de Guadalajara and Silvana Guadalupe Navarro Jiménez, Universidad de Guadalajara

Este artículo fue publicado originalmente en The Conversation.

Los astrónomos descubrieron un nuevo tipo de objeto estelar que podría cambiar la comprensión de los cuerpos celestes extremos del universo.

Inicialmente, Tyrone O’Doherty, estudiante de doctorado de la Universidad de Curtin, divisó un objeto espacial celeste giratorio en marzo de 2018. El objeto desconocido liberó ráfagas gigantes de energía y emitió radiación tres veces por hora.

En esos momentos, se convertía en la fuente más brillante de ondas de radio visible desde la Tierra a través de radiotelescopios, actuando como un faro celeste.

Los investigadores pensaron que podría tratarse del remanente de una estrella colapsada, ya sea una densa estrella de neutrones o una estrella enana blanca muerta, con un fuerte campo magnético. O tal vez se trataba de algo totalmente distinto.

Tras publicar un estudio que describía la observación en enero de 2022, O’Doherty y un equipo de astrónomos del nodo de la Universidad de Curtin del Centro Internacional de Investigación Radioastronómica (ICRAR, por sus siglas en inglés), en Australia, comenzaron a buscar otro ejemplo.

“Nos quedamos perplejos”, explica en un comunicado la Dra. Natasha Hurley-Walker, profesora titular del nodo de la Universidad de Curtin del ICRAR. “Así que empezamos a buscar objetos similares para averiguar si se trataba de un hecho aislado o solo la punta del iceberg”.

El equipo observó el cielo utilizando el Murchison Widefield Array, un radiotelescopio en Wajarri Yamaji Country, en el interior de Australia Occidental, entre julio y septiembre de 2022.

El núcleo de la Tierra se detuvo y cambia su sentido de giro: qué significa

Los científicos descubrieron un objeto a 15.000 años luz de la Tierra en la constelación de Scutum. El objeto, bautizado como GPM J1839-10, emitía ondas de radio cada 22 minutos. Las ráfagas de energía duraban hasta cinco minutos.

Los astrónomos creen que podría tratarse de un magnetar, es decir, un tipo de estrella poco común con campos magnéticos extremadamente fuertes que es capaz de liberar ráfagas potentes y llenas de energía. Pero si se trata de un magnetar, se escapa de la descripción habitual, ya que todos los magnetares conocidos liberan energía en cuestión de segundos o, como mucho, en unos minutos.

El estudio que detalla el descubrimiento se publicó este miércoles en la revista académica Nature.

“Este extraordinario objeto desafía nuestra comprensión de las estrellas de neutrones y los magnetares, que son algunos de los objetos más exóticos y extremos del Universo”, declaró Hurley-Walker, autora principal del nuevo informe.

Para las observaciones de seguimiento del objeto recién descubierto se utilizaron otros telescopios terrestres y espaciales, como el radiotelescopio MeerKAT de Sudáfrica y el telescopio espacial XMM-Newton.

Las observaciones adicionales proporcionaron más detalles sobre la ubicación exacta y las características del posible magnetar, que los astrónomos utilizaron para buscar en los archivos de radiotelescopios operativos desde hace décadas.

“Apareció en observaciones del radiotelescopio Giant Metrewave de la India y el Very Large Array de EE.UU. tenía observaciones que se remontaban a 1988”, explica Hurley-Walker. “Fue un momento increíble para mí. Yo tenía cinco años cuando nuestros telescopios registraron por primera vez los impulsos de este objeto, pero nadie se fijó en él y permaneció oculto en los datos durante 33 años. No lo vieron porque no esperaban encontrar nada parecido”.

Algunos magnetares existen por debajo de lo que se denomina “línea de la muerte”, lo que significa que sus campos magnéticos son demasiado débiles para liberar emisiones energéticas de ondas de radio. Eso no parece aplicarse al GPM J1839-10, que gira lentamente.

“El objeto que hemos descubierto gira demasiado despacio para producir ondas de radio: está por debajo de la línea de la muerte”, explica Hurley-Walker.

“Suponiendo que sea un magnetar, no debería ser posible que este objeto produjera ondas de radio. Pero las estamos viendo. Y no estamos hablando solo de un pequeño parpadeo de emisión de radio. Cada 22 minutos, emite un pulso de cinco minutos de energía de longitud de onda de radio, y ha estado haciendo eso durante al menos 33 años. Sea cual sea el mecanismo que está detrás de esto, es extraordinario”.

Aunque el descubrimiento plantea interrogantes sobre cómo se forman y evolucionan los magnetares, también podría estar relacionado con otros fenómenos cósmicos misteriosos, como los estallidos rápidos de radio. Los intensos estallidos de ondas de radio de milisegundos de duración tienen orígenes desconocidos, pero los magnetares han sido señalados como una posible causa.

El equipo observará más a GPM J1839-10 en el futuro, y continuará la búsqueda de más objetos similares para determinar si se trata simplemente de magnetares inusuales o de algo más.

Un equipo de científicos utilizó el radiotelescopio gigante de ondas métricas (GMRT, por sus siglas en inglés) de la India para recibir la señal de radio más distante del espacio. Procedía de una galaxia tan lejana que los científicos nunca antes habían registrado señales de radio procedentes de tales distancias.

La nueva investigación da esperanzas de que los misterios del Universo primitivo puedan resolverse con la tecnología de que dispone la humanidad.

Excited to share this report of the highest redshift detection of atomic hydrogen 21cm emission, using the Giant Metrewave Radio Telescope, from a distant galaxy; the signal originated when the universe was only 4.9 billion years old (= "look back time" of 8.8 billion years). 1/4 pic.twitter.com/taDy6VOhRX

— Physics, IISc (@Physics_at_IISc) January 16, 2023

Los astrónomos detectaron una señal procedente de una galaxia llamada SDSSJ0826+5630, a una distancia increíble de 8.800 millones de años luz. La galaxia emitió la señal cuando el Universo solo tenía 4.900 millones de años, pero como está en constante expansión, la señal tardó 8.800 millones de años en ser captada por un radiotelescopio indio.

Esto nos permite echar un vistazo a algunos de los primeros momentos del Universo, cuya edad actual se estima en unos 13.800 millones de años.

En 2023 dos asteroides considerados peligrosos pasarán cerca de la Tierra

“Una galaxia emite distintos tipos de señales de radio”, explica el cosmólogo Arnab Chakraborty, de la Universidad McGill de Canadá.

“Hasta ahora, solo había sido posible captar esta señal concreta de una galaxia cercana, lo que limitaba nuestro conocimiento a las galaxias más próximas a la Tierra”, agregó.

En este caso, la señal de radio emitida por el hidrógeno atómico es una onda de luz con una longitud de 21 centímetros. Debido a la enorme distancia que recorrió antes de ser interceptada por el GMRT, la línea de emisión de 21 centímetros se había estirado por la expansión del espacio hasta alcanzar los 48 centímetros, un fenómeno descrito como desplazamiento al rojo de la luz.

Los continentes de la Tierra se habrían formado por el impacto de meteoritos gigantes 

La señal procedía del hidrógeno atómico, la sustancia que constituye el principal combustible para la formación de estrellas en la galaxia. Su estudio ayuda a comprender cómo evolucionó el espacio exterior.

El hidrógeno atómico emite ondas de radio que pueden ser detectadas por radiotelescopios de baja frecuencia. Sin embargo, esta señal es extremadamente débil, por lo que es muy raro rastrear la radiación procedente de una galaxia lejana.

Por Gonzalo Fracchia 

Con una ubicación estratégica en el espacio y tecnología de última generación que supera ampliamente a sus antecesores, el telescopio James Webb ha captado la atención durante los últimos días con la divulgación de sus primeras imágenes por parte de la NASA. 

Si bien, permite que se logren mejores datos, con mayor nitidez, precisión y exactitud en longitudes de onda poco observables desde la Tierra, generando estas impactantes imágenes que han recorrido las redes sociales, al Webb se le destaca principalmente por un punto en específico. 

El espacio es precioso, oscuro y hondo. Estás viendo la imagen infrarroja más profunda del universo jamás captada: la primera imagen a todo color de @NASAWebb.

Aprende más sobre las galaxias de SMACS 0723 en https://t.co/xJV7jA2Giu #DesplegandoElUniverso pic.twitter.com/8GiiyIelMm

— NASA en español (@NASA_es) July 12, 2022

Mariana Gitron, estudiante de la Facultad de Matemática, Astronomía, Física y Computación de la Universidad de Córdoba explicó a El Litoral que estas fotografías nos indican principalmente “la potencialidad de este instrumento, de qué es capaz”, agregando que “estamos hablando de imágenes que tomó en solo un par de horas. Podemos tener resultados impresionantes en un tiempo mayor”. 

Gitron además expresa: “El telescopio puede observar algo que nunca se vió antes. Y esto significa que nunca hubo otro instrumento que pudiera hacerlo. Estamos hablando de que podemos obtener nuevos datos, más precisos y conocer más del Universo”. 

El telescopio espacial James Webb fue lanzado en diciembre de 2021 y se encuentra en su puesto de observación a 1,5 millones de kilómetros de la Tierra. Desde allí, según detalló la NASA, se ha centrado en la nebulosa Carina (gigantescas columnas de polvo y gas), la Nebulosa del Anillo del Sur (enorme nube de gas que rodea a una estrella moribunda), el Quinteto de Stephan (primer grupo compacto de galaxias) y el cúmulo de galaxias SMACS 0723 (lupa cósmica para ver otras galaxias distantes y débiles situadas detrás). 

Pero uno de los logros más resonantes fue el de la primera espectroscopia, realizada al planeta gigante WASP-96 b. En esta estrella ubicada a 1.150 años luz de distancia se captó una señal de agua de forma inmediata, siendo la más detallada de su tipo hasta la fecha. 

Una técnica que se basa en detectar y estudiar la emisión y absorción de radiación electromagnética, es decir, la interacción de la materia con la luz, descomponiéndola y midiendo las diferentes longitudes de onda. 

Sobre esta observación, Gitron aclara que significa más un avance en la búsqueda de un planeta habitable por parte de la Administración Nacional de Aeronáutica y el Espacio y sus socios (las Agencias europeas y canadienses), que un descubrimiento que realmente cambie la vida. “Para acceder a un planeta a buscar agua o vivir se necesitarían de muchas más cosas”, indicó. 

Nubes en otro mundo. @NASAWebb captó la señal de agua en el planeta gaseoso gigante WASP 96-b que orbita una estrella a 1.150 años luz de distancia. Por primera vez, hemos visto evidencia de nubes en la atmósfera de este exoplaneta: https://t.co/rgtyqpUolW #DesplegandoElUniverso pic.twitter.com/bDJOu84Cfx

— NASA en español (@NASA_es) July 12, 2022

A diferencia de su antecesor Hubble, que podía observar en longitudes como el ultravioleta, el visible y un infrarrojo cercano, el James Webb posee un espejo de mayor dimensión e instrumentos más precisos que le permiten ver un infrarrojo más lejano, detalla Mariana Gitron. 

Es que la propia NASA lo describió como el “más potente jamás fabricado” y con “las vistas infrarrojas más profundas del universo”. 

La colaboración internacional nos ha dado el telescopio espacial más potente jamás fabricado y las vistas infrarrojas más profundas del universo. Con nuestros socios de @ESA_ES y @CSA_ASC, la investigación puede comenzar: https://t.co/32bXcTXN5z#DesplegandoElUniverso pic.twitter.com/SCDBoDTPg6

— NASA en español (@NASA_es) July 12, 2022

“Lo que hace es mostrar objetos o información antes invisibles al observar los mismos lugares. Dicho de otro modo, el infrarrojo (más las dimensiones del telescopio) permiten que llegue a nuestros ojos la información sobre esos lugares”, describe la estudiante de Astronomía. 

Con respecto a la espectroscopia, la buena resolución en el infrarrojo del Webb permitiría estudiar la composición química en la atmósfera de planetas extrasolares (mientras más lejos está un objeto más rojo lo vemos), entre otras diversas tareas.