Deux cents millions d'étoiles. Au cœur même de notre Galaxie, le futur télescope Nancy Grace Roman guettera les amplifications fugaces. Ces amplifications se produisent lorsqu'une planète invisible — une planète errante (un monde voyageant seul) ou une exoplanète (une planète autour d'une étoile lointaine) — amplifie brièvement la lumière d'une étoile d'arrière-plan par sa gravité. L'effet est appelé microlentille gravitationnelle (focalisation gravitationnelle de la lumière). De tels événements ne durent que quelques heures et sont faciles à manquer.

Les anciennes méthodes de recherche fonctionnaient comme une sentinelle avec des jumelles : si l'amplification dépassait un certain seuil selon plusieurs critères photométriques (liés à la luminosité), on la considérait comme une découverte. Mais les amplifications brèves causées par des planètes de faible masse n'atteignaient souvent pas le seuil et restaient inaperçues — jusqu'à 40% des événements étaient perdus. La nouvelle approche donne une carte à la sentinelle. Il s'agit d'un réseau de neurones (programme entraîné) qui ne se contente pas d'un binaire « oui/non », mais évalue l'ensemble du tableau : quelle est la probabilité que l'amplification soit réelle, et quelles sont les propriétés de la planète qui l'a provoquée.

Voici comment la carte est construite. À la base, on trouve un transformeur — une architecture qui traite des séries irrégulières de mesures (temps, luminosité, erreur) et, grâce à un mécanisme d'attention, en extrait l'essentiel. Sur cette base, deux « têtes » opèrent. La première apprend à distinguer le signal du bruit à partir d'exemples et produit un facteur bayésien (probabiliste) — un nombre indiquant combien de fois il est plus probable que nous soyons en présence d'une véritable lentille. La seconde tête utilise le même terrain pour estimer instantanément les paramètres de la planète : masse, distance, vitesse. Tout l'apprentissage repose sur l'apprentissage automatique (l'ordinateur apprend sur des données simulées) et la simulation numérique (calculs sur ordinateur) de centaines de milliers de courbes de lumière artificielles.

Les tests sur 5 000 événements ont montré que la carte détecte 99.9% des signaux, avec pratiquement aucune fausse alarme (moins d'une pour 2000). La méthode est particulièrement efficace pour les événements les plus courts et les plus faibles, qui étaient auparavant tout simplement ratés. Désormais, chaque planète errante capturée reçoit immédiatement un « passeport » sans calculs supplémentaires, ce qui permet de dresser un recensement précis de la population sombre de la Galaxie. La sentinelle munie de la carte attend que le télescope Roman commence à transmettre un flux de données. Alors, au centre de la Voie lactée, où l'on ne voyait qu'un scintillement bruité, elle tracera les lignes nettes des mondes invisibles.