AI Bisa Temukan Sistem Bintang yang Sembunyikan Planet Mirip Bumi

Sebuah planet yang telah ditemukan mengorbit bintang yang jauh dapat memberikan petunjuk tentang dunia lain yang masih tersembunyi di dekatnya. Massa dan orbitnya dapat membawa jejak bagaimana seluruh sistem planet terbentuk, termasuk planet-planet yang terlalu kecil atau redup untuk dideteksi oleh teleskop.

Kemungkinan itu mendasari model kecerdasan buatan yang dikembangkan di Bern University dan National Centre of Competence in Research Planet di Swiss. Dalam sebuah studi yang diterbitkan di Astronomy & Astrophysics, tim tersebut mengidentifikasi 44 sistem yang mungkin menyimpan planet mirip Bumi yang belum ditemukan.

Model tersebut mencapai skor presisi hingga 99% ketika diuji pada sistem planet simulasi. Hasil tersebut mengukur kinerja dalam populasi yang dihasilkan komputer. Prediksi planet di sekitar bintang sebenarnya masih belum terkonfirmasi, dan nilai metode ini akan bergantung pada pengamatan lanjutan.

Planet terbentuk bersama di dalam cakram gas dan material padat yang mengelilingi bintang-bintang muda. Saat mereka tumbuh, bermigrasi, dan berinteraksi, sejarah bersama mereka meninggalkan pola pada massa dan jarak orbitnya. Oleh karena itu, planet-planet yang diketahui dapat memberikan informasi tentang planet-planet pendamping yang masih belum terlihat.

Beberapa sistem mengandung planet-planet dengan ukuran dan jarak yang serupa, pola yang sering disebut 'seperti kacang dalam satu polong'. Sistem lain memiliki susunan yang lebih beragam. Tim peneliti Bern menyelidiki apakah perbedaan tersebut dapat membantu membedakan sistem yang mengandung planet-planet kecil dan beriklim sedang dari sistem yang tidak memilikinya.

Penelitian sebelumnya telah menghubungkan keberadaan planet mirip Bumi dengan arsitektur planet dan sifat-sifat planet terdekat yang dapat dideteksi. Jeanne Davoult mengembangkan algoritma pembelajaran mesin selama penelitian doktoralnya di Bern, bersama dengan rekan penulis Romain Eltschinger dan Yann Alibert.

Petunjuk terkuat adalah arsitektur sistem yang dapat diamati dan massa serta periode orbit planet bagian dalam tersebut. Unsur 'dapat dideteksi' sangat penting di sini adalah, sebuah planet yang tidak terlihat dapat mengorbit lebih dekat ke bintang. Algoritma ini bekerja dengan bagian sistem yang dapat diungkapkan melalui pengamatan.

Para astronom jarang mengetahui setiap planet di sekitar sebuah bintang, dan planet-planet kecil pada orbit yang lebih panjang sangat sulit ditemukan. Sinyal lemah mereka memberikan gambaran yang tidak lengkap tentang setiap sistem.

Tim tersebut malah menggunakan Model Bern tentang 'Pembentukan dan Evolusi Planet' untuk menghasilkan puluhan ribu sistem sintetis. Populasi simulasi ini mengelilingi bintang-bintang dengan massa yang sama dengan Matahari, setengah massa Matahari, dan seperlima massa Matahari. Setiap planet yang disimulasikan diketahui, termasuk planet-planet yang tidak akan terlihat oleh pengamat.

Perhitungan dimulai dengan embrio planet yang tertanam dalam cakram gas dan benda padat yang lebih kecil. Perhitungan tersebut mengikuti pertumbuhan, migrasi, dan interaksi gravitasi selama 20 juta tahun. Perhitungan selanjutnya melacak pendinginan, kontraksi, pelepasan atmosfer, dan migrasi pasang surut selama 10 miliar tahun.

Para peneliti menerapkan model yang telah dilatih pada 1.567 sistem planet yang diamati di sekitar bintang tipe G, K, dan M. Setiap sistem memiliki setidaknya satu planet yang diketahui dengan massa yang terukur. Sampel tersebut mencakup bintang-bintang mirip Matahari dan bintang-bintang yang lebih kecil dan lebih dingin.

Awalnya, 51 sistem menerima suara positif dari lebih dari 90% 'pohon' keputusan. Tujuh sistem bintang biner dikecualikan karena simulasi pelatihan berisi bintang tunggal. 44 sistem yang tersisa membentuk daftar target yang diusulkan.

Tingkat pemungutan suara itu menunjukkan kesepakatan di antara pohon-pohon tersebut, bukan probabilitas terukur bahwa sistem nyata mengandung sebuah planet. Tim kemudian memeriksa apakah planet-planet yang diketahui meninggalkan ruang orbit untuk planet lain yang memenuhi syarat.

Penilaian stabilitas awal menemukan ruang yang sesuai di 42 dari 44 sistem, atau 95,5%. HIP 41378 dan GJ 273 merupakan pengecualian dalam penilaian tersebut. Perhitungan ini mendukung kemungkinan adanya planet tambahan. Namun, perhitungan ini tidak membuktikan keberadaan planet-planet tersebut atau menjamin stabilitas jangka panjangnya.