dimanche 14 janvier 2018

L'intelligence artificielle à la recherche d'exoplanètes

Rappelons qu'une exoplanète est une planète qui tourne autour d'une étoile, comme les planètes et la Terre tournent autour du Soleil. C'est en 1995 que deux astronomes suisses de l'observatoire de Genève, Michel Mayor et Didier Queloz , ont découvert la première exoplanète. Depuis, la chasse aux exoplanètes a été bien fructueuse, on compte aujourd'hui plus de 3000 exoplanètes découvertes! 
Et maintenant la chasse se poursuit avec l'intelligence artificielle. 


A la recherche d'une forme de vie extraterrestre

Sans cesse nous recherchons s'il existe une forme de vie en dehors de notre planète.
S E T I  (Search for Extra-Terrestrial Intelligence) regroupe des projets scientifiques dont l'objectif est de détecter la présence de civilisations extraterrestres. De nombreux signaux ont été lancés et nous attendons, nous rêvons d'une réponse!
Nous nous posons depuis bien longtemps cette question: existe-t-il ou a-t'il existé une forme de vie dans les planètes du système solaire? Des télescopes spatiaux et de nombreuses sondes ont été envoyées  sur les planètes et leurs satellites.
En dehors du plaisir de la chasse, les scientifiques (astronomes, astrophysiciens, astrobiologistes, radioastronomes, etc ) vont maintenant chasser, dans d'autres étoiles que le Soleil, des exoplanètes dont les conditions seraient les plus proches de celles de la Terre et où il y aurait peut-être la présence d'une certaine forme de vie.
On est émerveillé devant l'ingéniosité déployée par les scientifiques pour détecter des exoplanètes situées à des milliards et des milliards de km. Ils utilisent, pour cela, trois méthodes:


1. La méthode des vitesses radiales

La vitesse radiale d'une étoile est la composante de sa vitesse dans la direction étoile-observateur. La présence d'une planète tournant autour de son étoile fait subir à celle-ci des oscillations : la vitesse radiale subit des petites variations et l'étoile se rapproche ou s'éloigne périodiquement. Il en résulte que le spectre de l'étoile est décalé vers le bleu ou le rouge alternativement (voir mon article "Redshift et blueshift" du 09/01/2017).

2. La méthode des transits



Le transit est le passage, dans la ligne de visée étoile-observateur, d'une planète devant son étoile. Lorsque la planète se déplace en 1- 2 -3, l'observateur note une diminution de luminosité de l'étoile en 1-2-3 sur la courbe. C'est une mini-éclipse de l'étoile par sa planète.


3. La méthode des microlentilles gravitationnelles


Lorsqu'une étoile proche (la microlentille) croise la ligne de visée entre la Terre et une étoile plus éloignée (la source) le flux lumineux de cette dernière est alors amplifié. Si une planète orbite autour de cette microlentille elle va également produire une amplification de faible amplitude.
On a observé ces deux amplifications du flux lumineux d'une étoile lointaine (graphique ci-dessus):
- dans la nuit du 31 Juillet 2005 par l'étoile-lentille OGLE-2005-BLG-390 L, 
- dans la nuit du 10 Août 2005 par sa planète OGLE-2005-BLG-390 L b (la petite bosse qui a été agrandie plus haut à droite). 
Chaque point représente une mesure du flux lumineux de l'étoile-source, la couleur de ce point correspond au télescope où l'observation a été faite. Les télescopes répartis sur différents continents (OGLE et Danish au Chili, Robonet aux Canaries et à Hawaï, Canopus et Perth en Australie, MOA en Nouvelle-Zélande) se sont relayés pour construire, toujours la nuit, la courbe ci-dessus. 


L'intelligence artificielle au service de la Nasa

Deux exoplanètes, Képler 90 i et Képler 80 g viennent d'être découvertes par une intelligence artificielle. Celle-ci est un algorithme d'apprentissage développé par Google,  une machine learning (machine qui apprend). Les chercheurs "nourrissent" la machine de milliers de données, de milliers de courbes de lumière d'étoiles données par le télescope spatial Képler de la Nasa entre 2009 et 2013 et la machine intelligente, inspirée d'un cerveau humain, tisse un réseau de neurones artificiels pour  apprendre  à détecter de minuscules diminutions de luminosité des étoiles. C'est la méthode des transits.

L'apport de l'intelligence artificielle va accélérer la découverte de nouvelles exoplanètes.
Et un jour, trouvera -t-on peut-être une petite planète rocheuse semblable à la Terre avec des traces de vie?

5 commentaires:

  1. Merci, j'ai appris ce qu'était une exoplanète. J'ai tout compris !

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  2. Ce commentaire a été supprimé par un administrateur du blog.

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  3. Il y a sûrement de la vie ailleurs. La Terre a forcément des jumelles quelque part dans la Galaxie ou dans d'autres galaxies.
    Grâce à la méthode de recherche "machine learning", nous le saurons peut-être,
    en tout cas il y a de quoi être émerveillé, cela paraît incroyable que l'on puisse créer une telle machine capable de fonctionner en développant des connexions comme
    le fait le cerveau humain.

    Toutes nos amitiés. Rachel et Olivier

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  4. Merci pour votre commentaire très pertinent. Je partage avec vous cet émerveillement pour l'intelligence artificielle, en prenant garde toutefois à ses dangers.

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  5. Bonjour Marc, je devais être un peu dans les étoiles et j'ai tardé à aller voir au loin ce qui se passe au delà de nos étoiles! Tout cela est vertigineux; quelle évolution dans le domaine de la recherche fondamentale et appliquée! L'intelligence artificielle combinée aux progrès technologiques de l'observation spatiale nous ouvre des horizons insoupçonnés quand nous étions sur les bancs de nos lycées. Peut-être que nos enfants ou petits enfants en verront-ils plus? Merci pour cette ouverture vers l'infini. Amitiés,
    Pierre Bonjean

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