Quando gli astronomi osservano i cieli in cerca di nuove informazioni sul cosmo, uno degli ostacoli principali è rappresentato dai sistemi stellari binari, ovvero coppie di stelle che orbitano una attorno all’altra. Capire la natura di queste stelle gemelle è complesso, e per lungo tempo ha richiesto settimane di calcoli anche su super computer. Ora però, grazie all’intelligenza artificiale, la situazione potrebbe cambiare drasticamente.
Il protagonista di questa svolta è un nuovo sistema neurale chiamato PHOEBAI, sviluppato da un gruppo di ricercatori guidati da Andrej Prša della Villanova University. L’obiettivo? Ridurre drasticamente i tempi necessari per “risolvere” un sistema binario, ovvero per determinarne parametri fondamentali come massa e dimensione. E i risultati sono sorprendenti: da due settimane di elaborazione si passa a pochi minuti – o addirittura secondi – su un semplice laptop.
Quasi la metà delle stelle simili al Sole si trova in sistemi binari o multipli, e questo rende l’efficienza nella loro analisi un passaggio determinante per comprendere la struttura dell’universo. PHOEBAI è nato come evoluzione di un modello fisico già esistente, chiamato PHOEBE, e si è nutrito di decine di milioni di dati simulati per imparare a emulare il comportamento delle stelle. Il suo compito non è riconoscere se un sistema è binario – informazione che si dà già per assodata – ma estrarre dai dati osservativi tutte le caratteristiche fondamentali delle stelle che lo compongono.
Uno dei grandi vantaggi nell’osservazione delle stelle binarie è che, in alcuni casi fortunati, la loro orbita è allineata con la nostra linea di vista: in queste situazioni si verificano le cosiddette eclissi, che permettono agli astronomi di calcolare con precisione la dimensione delle stelle. Ma ottenere questi dati richiede modelli complessi e molto tempo di calcolo. Qui entra in gioco l’AI, offrendo un’alternativa rapida e precisa.
La nuova tecnologia sarà particolarmente utile per missioni spaziali come TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite) e Kepler, oltre a quelle condotte dall’ESA con il satellite Gaia, il cui quarto rilascio dati è atteso con grande interesse. PHOEBAI è in fase finale di verifica per garantirne l'affidabilità, mentre il team si prepara ad analizzare circa 150.000 curve di luce da sistemi binari grazie ai dati completi di TESS.
L’importanza di questa innovazione risiede anche nella possibilità di accelerare ricerche che erano finora frenate da un problema di tempo computazionale. Con centinaia di migliaia di sistemi binari in attesa di essere studiati, una soluzione come PHOEBAI rappresenta uno strumento formidabile per liberare un immenso potenziale scientifico. Per chi volesse approfondire, il lavoro è stato pubblicato a febbraio su The Astrophysical Journal.
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