Telescópio Espacial Euclid revela múltiplas descobertas
Com apenas 0,45% do rastreio nominal da missão espacial Euclid (ESA) completado, o Consórcio Euclid, do qual fazem parte vários investigadores do Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço (IA), obteve múltiplos resultados científicos entusiasmantes.
Estes são descritos em 34 artigos científicos publicados hoje e incluem, por exemplo, a descoberta de lentes gravitacionais, a exploração de enxames de galáxias e da teia cósmica, a caracterização de núcleos galácticos ativos (AGN) e quasares, estudos sobre a evolução e morfologia das galáxias, ou a identificação de numerosas galáxias anãs e transientes.
Após uma primeira publicação de resultados e dados iniciais, em maio de 2024, o progresso do Consórcio é agora demonstrado através de um segundo conjunto de publicações do Euclid, baseadas em novos dados denominados “Quick release 1” (Q1) onde foram detectado 30 milhões de objectos celestes.
Estes ilustram o que será amplamente analisado pelos cientistas do Consórcio Euclid, para mapear a estrutura em grande escala do Universo ao longo do tempo cósmico e investigar a natureza da matéria escura e da energia escura nos próximos anos.
Através de avançadas técnicas de inteligência artificial, os investigadores do IA têm-se dedicado à identificação e classificação de diferentes tipos de galáxias observadas pelo Euclid.
Entre elas, destacam-se galáxias quiescentes (galáxias que já não formam estrelas), núcleos ativos de galáxias (com buracos negros supermassivos no seu centro) e galáxias com lente gravitacional (cuja luz é desviada por outros objetos massivos, funcionando como uma lente cósmica).
A quantidade de dados que está a ser obtida com o telescópio Euclid não só abre caminho a novas descobertas científicas, como apresenta desafios tecnológicos. Pedro Cunha (IA & Faculdade de Ciências da Universidade do Porto) explica:
“Numa sociedade em constante inovação, onde a inteligência artificial é cada vez mais mencionada, também na astronomia nós tentamos tirar o máximo partido destas técnicas. Quer seja para tratamento de imagens e espectros, ou análise de dados, o que temos verificado nos últimos 4 anos é que as ferramentas que temos vindo a desenvolver serão a base de muitas futuras descobertas”.
Outro papel relevante dos investigadores do IA neste consórcio tem sido na validação das medições feitas, relativamente às formas e tamanhos das galáxias observadas durante a Q1.
Estes dados têm uma grande utilidade, ajudando astrónomos a perceber como as galáxias mudaram e evoluíram ao longo do tempo. Ana Afonso (IA & Universidade do Porto) comenta que: “Nos próximos anos, o grupo do IA irá focar-se no estudo das galáxias que ainda estão a formar estrelas.
Para isso, vão analisar a linha de emissão H-alfa, uma assinatura de luz muito específica que revela a presença de regiões onde novas estrelas estão a nascer. Adicionalmente, o grupo irá também estudar o ambiente à volta de cada galáxia e como a presença de outras galáxias ou grupos galácticos podem afetar a sua evolução”.
A morfologia e evolução das galáxias são centrais para a ciência de legado do Euclid. Em agosto de 2024, membros do Consórcio Euclid lançaram uma campanha de ciência cidadã na plataforma Zooniverse, envolvendo milhares de voluntários para treinar um algoritmo de aprendizagem profunda na classificação de morfologias galácticas.
O catálogo resultante, baseado nos primeiros 0,45% do enorme número de galáxias que o Euclid irá capturar em detalhe, já se revelou valioso para os investigadores.
“Embora seja um primeiro vislumbre do rastreio total, estes 0,45% são já a maior área contígua do céu jamais observada com um telescópio espacial no domínio do óptico/infravermelho próximo”,
como refere Ismael Tereno, investigador do IA e da Faculdade de Ciências da Universidade de Lisboa (CIÊNCIAS ULisboa), líder da equipa do Consórcio Euclid de apoio às operações de rastreio.
Esta equipa, liderada pelo IA e Ciências ULisboa, com financiamento da Agência Espacial Portuguesa, é a equipa responsável pelo desenho do plano de observações.
“Produzir dados de alta qualidade para a comunidade científica internacional requer um grande esforço de processamento que exige um grande número de algoritmos complexos para transformar as imagens brutas em dados utilizáveis”
acrescenta Ismael Tereno, que é co-autor do artigo que fornece uma visão global dos dados e resultados científicos agora divulgados.
“Estes dados de alta qualidade vão servir como fundação para uma investigação sem paralelo, da história de formação das galáxias, e da influência dos núcleos ativos de galáxias na evolução galáctica”, comenta Polychronis Papaderos (IA & UPorto), líder do grupo “A história da formação de galáxias resolvida no espaço e no tempo” do IA: “Com estes objetivos científicos em mente, e como parte integrante do esforço coordenado do IA, desde a sua formação em 2014, os nossos investigadores desenvolveram software avançado para analisar imagens e espectros de galáxias.
Estas ferramentas computacionais incluem algoritmos de aprendizagem automática (machine learning), que estão a ser aplicados extensivamente aos dados do Euclid”, conclui.
António da Silva (IA & CIÊNCIAS ULisboa), representante nacional da Direção do Consórcio Euclid e ponto de contacto nacional da missão junto da Agência Espacial Portuguesa, comenta:
“Atualmente, o grupo de Cosmologia do IA trabalha ativamente na preparação de testes cosmológicos que irão utilizar os dados recolhidos pelo Euclid para avaliar modelos cosmológicos com energia escura dinâmica ou modificações à gravidade de Einstein.
Além disso, o grupo investiga modelos que permitem desvios à homogeneidade e isotropia, hipóteses fundamentais do modelo cosmológico padrão, bem como modelos alternativos que admitem a possibilidade de variação das constantes físicas ao longo da história do Universo”.
No entanto, estas linhas de investigação necessitam ainda de mais dados e terão de aguardar pela continuação do rastreio Euclid.
