Jesús Vega Ferrero, astrofísico asturiano del CSIC, es autor del mayor catálogo de clasificación morfológica de galaxias que ha sido producido hasta la fecha: 27 millones. El anterior constaba de 600.000 y fue hecho precisamente por su mujer, la astrofísica Helena Domínguez, que también ha participado en la nueva clasificación. La clave de este último trabajo está en un algoritmo de inteligencia artificial. Es decir, no ha sido necesario que Jesús Vega y su equipo viesen una a una las 27 millones de galaxias, sino que lo ha hecho por ellos una red neuronal convolucional entrenada para diferenciar entre galaxias espirales y elípticas.
“Catalogar a ojo 27 millones es imposible. Así que nos preguntamos: ¿O nos inventamos un método para que la máquina las vea o nos eternizamos con observaciones?”, cuenta Jesús Vega, que pertenece al Instituto de Física de Cantabria (IFCA-CSIC), aunque vive en Barcelona. Y se lanzaron a buscar ese método partiendo de las imágenes ya catalogadas a ojo de 20.000 galaxias. “Todas ellas eran galaxias que estaban muy cerca y eran luminosas. Y nos interesaba también clasificar las más débiles. Para ello, utilizamos un truco: simular que en realidad estaban más alejadas”, detalla Jesús Vega, que pone como ejemplo un faro en un barco en el horizonte.
“Cuanto más lejos esté, más pequeño y menos luz de él va a llegarnos. Por tanto, lo que le hemos hecho es enseñarle imágenes a la máquina con galaxias cada vez más y más lejos para que aprendiera a identificarlas y a clasificarlas”, profundiza. El algoritmo de aprendizaje automático desarrollado ha sido capaz de acertar la morfología de las galaxias en el 97% de los casos. Además, han podido diferenciar galaxias con mil veces menos brillo de las que se habían clasificado anteriormente. Y por si fuera poco, algunas de las incluidas en el trabajo se encuentran a distancias de 8.000 millones de años luz –más de la mitad de la edad del Universo–, lo que permitirá estudiar cómo han cambiado las galaxias desde entonces.
¿Y por qué una catalogación morfológica? Porque “está muy relacionada con el tipo de estrellas que compone las galaxias, sus mecanismos de formación y los caminos evolutivos que siguen”. Principalmente, el catálogo de Jesús Vega clasifica las galaxias en dos tipos: espirales, como la Vía Láctea, que tienen un disco giratorio donde nacen nuevas estrellas y, por tanto, son de un color azulado; y las elípticas, que son las más masivas del Universo pero las “más aburridas” desde el punto de vista de la imagen, ya que son una especie de nubes con muchísimas estrellas viejas en su interior y de un color rojizo.
Para el estudio, el astrofísico asturiano partió de los datos de la Exploración de Energía Oscura (Dark Energy Survey, DES), que ha catalogado aproximadamente “un octavo del cielo”, identificando más de 300 millones de galaxias. “Nosotros hemos diferenciado morfológicamente el 10% de ellas”, precisa. Científicos de otros grupos ya se han interesado por este entrenamiento especial de la red neuronal –una tecnología que en astrofísica se lleva aplicando solo cinco años– que reduce tiempos y esfuerzos para clasificar, por ejemplo, galaxias en interacción. Pero la metodología, resalta Jesús Vega, puede aplicarse a muchos otros campos. Por ejemplo, para diagnosticar cáncer. “La máquina puede diferenciar entre una galaxia y otra, al igual que lo podría hacer entre un pulmón con tumor y otro sano”, asegura.
Jesús Vega nació en Madrid, pero es de padres asturianos y su relación con la comunidad es muy estrecha. Tras años de formación en el extranjero ha vuelto para hacer ciencia en España de la mano del Instituto de Física de Cantabria.
