La inteligencia artificial encuentra 800 objetos cósmicos nunca vistos en el archivo del Hubble

Imaginar buscar una aguja en un pajar es fácil. Imaginar que ese pajar tiene el tamaño del universo observable, no tanto. Eso es, más o menos, el desafío al que se enfrentan los astrónomos cuando intentan localizar fenómenos raros entre los millones de imágenes que telescopios como el Hubble han acumulado durante décadas.

La solución que acaban de presentar dos investigadores europeos tiene forma de inteligencia artificial y ha logrado lo que parecía imposible: encontrar más de 1.400 objetos extraños en apenas dos días y medio, 800 de los cuales nunca habían sido documentados por la ciencia.

David O'Ryan y Pablo Gómez, investigadores de la Agencia Espacial Europea (ESA), han desarrollado una herramienta bautizada como AnomalyMatch (algo así como "buscador de anomalías") que ha inspeccionado casi 100 millones de recortes de imágenes del archivo histórico del telescopio Hubble.

El resultado, publicado en la revista científica Astronomy & Astrophysics, es la primera búsqueda sistemática de rarezas cósmicas en todo el archivo del veterano telescopio espacial.

Un cerebro artificial entrenado para lo insólito

AnomalyMatch es lo que los expertos llaman una red neuronal, un tipo de programa informático que procesa información imitando la manera en que funciona el cerebro humano.

Los investigadores la entrenaron para reconocer patrones visuales asociados a objetos astronómicos poco comunes: galaxias con formas de medusa, arcos de luz curvada por la gravedad o sistemas estelares en colisión.

"Las observaciones del telescopio espacial Hubble abarcan ya 35 años, proporcionando un tesoro de datos en el que pueden esconderse anomalías astrofísicas", explica O'Ryan en el artículo científico.

El problema es que, aunque los astrónomos expertos son muy buenos detectando objetos extraños, la cantidad de datos del Hubble es sencillamente demasiado grande para que puedan revisarla manualmente con el nivel de detalle necesario.

Hasta ahora, estas rarezas se descubrían de dos formas: cuando un científico las buscaba específicamente entre un montón limitado de imágenes, o por pura casualidad.

También existen proyectos de ciencia ciudadana, en los que voluntarios sin formación científica ayudan a clasificar galaxias, pero ni siquiera estas iniciativas pueden competir con archivos tan extensos como el del Hubble, y menos aún con los datos que generan telescopios más modernos como Euclid, de la ESA, que escanea miles de millones de galaxias.

Un catálogo de lo extraordinario

De los más de 1.300 objetos confirmados como anomalías genuinas tras la revisión manual de los investigadores, la mayoría son galaxias en proceso de fusión o interacción. Cuando dos galaxias colisionan (un proceso que puede durar cientos de millones de años), adoptan formas inusuales y dejan tras de sí largas estelas de estrellas y gas, como si fueran ríos cósmicos.

Otros hallazgos incluyen lentes gravitacionales, un fenómeno predicho por Einstein en su teoría de la relatividad: cuando una galaxia masiva se sitúa entre nosotros y otra más lejana, su gravedad curva el espacio-tiempo de tal manera que la luz de la galaxia del fondo se deforma, creando círculos o arcos luminosos.

El equipo también identificó galaxias con enormes grumos de estrellas en formación, galaxias medusa con tentáculos gaseosos, y discos de formación planetaria vistos de canto, que parecen hamburguesas o mariposas cósmicas.

Pero quizá lo más intrigante sean varias decenas de objetos que, simplemente, no encajan en ninguna categoría conocida. Fenómenos que desafían las clasificaciones actuales y que ahora esperan a que otros científicos los estudien en profundidad.

"Este es un uso fantástico de la inteligencia artificial para maximizar el rendimiento científico del archivo del Hubble", valora Pablo Gómez. "Encontrar tantos objetos anómalos en datos del Hubble, donde cabría esperar que muchos ya hubieran sido hallados, es un gran resultado. También demuestra lo útil que será esta herramienta para otros grandes conjuntos de datos".

El tsunami de datos que viene

El archivo del Hubble es solo uno entre muchos repositorios astronómicos de gran tamaño, y se avecinan más.

La misión Euclid, que comenzó su rastreo de miles de millones de galaxias en 2023, cubrirá un tercio del cielo nocturno. El Observatorio Vera C. Rubin, de la Fundación Nacional de Ciencia y el Departamento de Energía de Estados Unidos, iniciará pronto su Estudio Heredado del Espacio y el Tiempo durante una década, acumulando más de 50 petabytes de imágenes (el equivalente a unos 50 millones de gigabytes). Y el telescopio espacial Nancy Grace Roman de la NASA, con contribuciones de la ESA, está previsto que se lance antes de mayo de 2027.

Herramientas como AnomalyMatch serán esenciales para manejar este aluvión de información y descubrir nuevos ejemplos de objetos raros e inusuales.

Y, quién sabe, quizá incluso cosas que nunca antes se hayan visto en el universo. Porque si algo demuestra este trabajo es que, incluso en datos que llevan décadas almacenados y aparentemente bien estudiados, el cosmos aún guarda sorpresas. Solo hace falta saber dónde (y cómo) mirar.