SULAWESI BARAT — Model kecerdasan buatan yang dikembangkan Universitas Bern dan National Centre of Competence in Research Planet di Swiss mengidentifikasi 44 sistem bintang yang berpotensi menyembunyikan planet mirip Bumi yang belum terdeteksi. Algoritma pembelajaran mesin ini mencapai skor presisi hingga 99% saat diuji pada sistem planet simulasi. Studi yang diterbitkan di jurnal Astronomy & Astrophysics itu membuka jalan bagi astronom untuk mempersempit target pengamatan teleskop ke titik-titik paling menjanjikan.
Tim peneliti Bern menyelidiki apakah perbedaan arsitektur antar sistem planet dapat membantu membedakan sistem yang mengandung planet kecil beriklim sedang dari sistem yang tidak memilikinya. Pendekatan ini berangkat dari pemahaman bahwa planet-planet terbentuk bersama di dalam cakram gas dan material padat yang mengelilingi bintang muda.
Saat planet tumbuh, bermigrasi, dan berinteraksi secara gravitasi, sejarah bersama mereka meninggalkan pola pada massa dan jarak orbit. Pola inilah yang dibaca algoritma untuk memperkirakan keberadaan planet pendamping yang masih belum terlihat.
Jeanne Davoult mengembangkan algoritma pembelajaran mesin ini selama penelitian doktoralnya di Bern, bersama rekan penulis Romain Eltschinger dan Yann Alibert. Petunjuk terkuat bagi model adalah arsitektur sistem yang dapat diamati, ditambah massa dan periode orbit planet bagian dalam yang terdeteksi.
Para astronom jarang mengetahui setiap planet di sekitar sebuah bintang. Planet kecil pada orbit yang lebih panjang sangat sulit ditemukan karena sinyalnya lemah, sehingga gambaran tiap sistem selalu tidak lengkap. Algoritma ini bekerja hanya dengan bagian sistem yang bisa diungkapkan melalui pengamatan.
Untuk melatih model, tim menggunakan Model Bern tentang Pembentukan dan Evolusi Planet guna menghasilkan puluhan ribu sistem sintetis. Populasi simulasi ini mengelilingi bintang dengan massa setara Matahari, setengah massa Matahari, dan seperlima massa Matahari.
Perhitungan dimulai dari embrio planet yang tertanam dalam cakram gas dan benda padat lebih kecil. Model mengikuti pertumbuhan, migrasi, dan interaksi gravitasi selama 20 juta tahun, lalu melacak pendinginan, kontraksi, pelepasan atmosfer, serta migrasi pasang surut hingga 10 miliar tahun.
Setiap planet dalam simulasi diketahui posisinya, termasuk planet-planet yang tidak akan terlihat oleh pengamat. Dari situ, peneliti menerapkan model yang telah dilatih pada 1.567 sistem planet nyata di sekitar bintang tipe G, K, dan M. Setiap sistem memiliki setidaknya satu planet terdeteksi dengan massa terukur.
Awalnya, 51 sistem menerima suara positif dari lebih dari 90% pohon keputusan dalam model. Tujuh sistem bintang biner dikecualikan karena simulasi pelatihan hanya berisi bintang tunggal. Hasilnya, 44 sistem membentuk daftar target yang diusulkan.
Tingkat pemungutan suara itu menunjukkan kesepakatan antar pohon keputusan, bukan probabilitas terukur bahwa sistem nyata benar-benar mengandung planet. Tim kemudian memeriksa apakah planet yang sudah diketahui menyisakan ruang orbit bagi 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 menjadi pengecualian. Perhitungan ini mendukung kemungkinan adanya planet tambahan, tetapi tidak membuktikan keberadaannya atau menjamin stabilitas jangka panjang.
Akurasi pendekatan ini bergantung pada seberapa akurat Model Bern merepresentasikan sistem nyata. Populasi sintetisnya mereproduksi beberapa pola umum, namun juga menghasilkan terlalu banyak planet dan menempatkannya lebih dekat ke bintangnya dibandingkan perkiraan pengamatan.
Prediksi planet di sekitar bintang sebenarnya masih belum terkonfirmasi. Nilai metode ini akan bergantung pada pengamatan lanjutan, dan daftar 44 sistem itu berfungsi sebagai prioritas target bagi teleskop, bukan kesimpulan akhir.