O cosmos muda conforme a forma como o observamos

A imagem que fazemos do cosmos se transforma por completo dependendo do método de observação.

Foi nesse espírito que astrónomos divulgaram agora os dados do maior levantamento do céu já realizado em comprimentos de onda de rádio, revelando quase 13,7 milhões de objetos celestes em um tipo de luz que o olho humano, literalmente, não consegue enxergar sem ajuda.

LoTSS-DR3: a terceira divulgação do LOFAR Two-metre Sky Survey

Esta é a terceira divulgação de dados do LOFAR Two-metre Sky Survey (LoTSS-DR3), entregando uma coleção sem precedentes de objetos cósmicos que emitem ondas de rádio.

Entre eles estão alguns dos fenómenos mais extremos do Universo - inclusive galáxias deformadas em formas estranhas por feixes “estilo Estrela da Morte” produzidos por buracos negros supermassivos.

O levantamento cobre 88% do céu do hemisfério norte e reúne cerca de 13.000 horas de dados obtidos ao longo de vários anos.

“Esta divulgação de dados reúne mais de uma década de observações, processamento de dados em grande escala e análise científica por uma equipa internacional de pesquisa”, diz Timothy Shimwell, autor principal do estudo e astrónomo do ASTRON e da Universidade de Leiden, nos Países Baixos.

Conforme descrito em um artigo recente na revista Astronomia & Astrofísica, uma equipa internacional conduziu esse levantamento com o LOw Frequency ARray (LOFAR).

Como o LOFAR funciona (e por que ele não “tira fotos” do céu)

O próprio LOFAR é uma maravilha tecnológica - e não se parece em nada com as enormes antenas parabólicas, tão perfeitas para aquelas batalhas finais cinematográficas entre superespiões.

Na prática, trata-se de um conjunto de telescópios em forma de interferómetro, composto por cerca de 20.000 antenas distribuídas em 52 estações: 38 nos Países Baixos e 14 em outros países europeus. Ao longo de mais de 1.000 quilómetros, elas podem operar como muitos sensores independentes ou, quando combinadas, funcionar como um único radiotelescópio “do tamanho da Europa”.

O desafio não é apenas captar o sinal: o LOFAR não simplesmente “fotografa” o céu noturno. Para gerar uma única imagem, é preciso costurar a contribuição de 70.000 antenas - uma tarefa que exige digitalizar, transportar e combinar 13 terabits de dados brutos por segundo (o equivalente a mais de 300 DVDs por segundo).

Um oceano de dados e supercomputação na Europa

“O volume de dados que lidámos - 18,6 petabytes no total - foi imenso e exigiu processamento e monitorização contínuos durante muitos anos, usando mais de 20 milhões de horas de núcleo de computação”, explica Alexander Drabent, astrónomo do Observatório Estadual da Turíngia e programador do LOFAR, além de coautor do estudo.

Para analisar esse verdadeiro tesouro, os investigadores recorreram a um dos supercomputadores mais destacados da Europa, no Jülich Supercomputing Centre (JSC), na Alemanha.

“Para este levantamento do céu, foi a primeira vez que quantidades tão grandes de dados precisaram ser armazenadas, processadas e disponibilizadas como parte de um projeto de observação astronómica. Assim, o LOFAR também abriu caminho para futuros projetos de grande escala”, afirma Cristina Manzano, chefe de serviços técnicos no JSC e coautora do estudo.

O que as imagens em rádio revelam sobre o Universo

O esforço compensa porque as imagens finais apresentam uma visão curiosamente diferente do Universo. Um exemplo marcante: a observação da Galáxia de Andrómeda pelo LOFAR faz a nossa maior vizinha galáctica parecer um olho cósmico fantasmagórico - como se encarasse a futura colisão com a Via Láctea.

As emissões em rádio também podem expor exoplanetas, choques entre aglomerados de galáxias e campos magnéticos produzidos por supernovas, capazes de acelerar partículas a energias milhares de vezes maiores do que as alcançadas por supercolisores na Terra.

E, graças à capacidade quase “à la Houdini” da luz de baixa frequência de escapar de ambientes densos, esse sinal chega até nós atravessando regiões difíceis, como os núcleos da Via Láctea e de outras galáxias, frequentemente escondidos por poeira.

Com isso, astrónomos conseguem observar como buracos negros influenciam a evolução cósmica e como estrelas jovens “entram em cena” no Universo.

Dados públicos, mais estudos e o caminho até o SKAO

Com esta divulgação agora disponível publicamente, abrem-se as comportas para uma enxurrada de estudos - algo que as duas divulgações anteriores do LOFAR já deixaram claro. Uma imagem única contendo 25.000 buracos negros supermassivos, alguém?

Por fim, o LOFAR ocupa um papel crucial como precursor do seu “irmão espiritual”: o Square Kilometre Array Observatory (SKAO), uma colaboração global para construir os dois maiores conjuntos de telescópios do mundo, na África do Sul e na Austrália.

É um momento empolgante para a ciência - e ainda mais para nós, que aproveitamos as descobertas fascinantes sem precisar encarar a parte pesada do trabalho, além de alguns cliques e rolagens intensos.

Este estudo foi publicado em Astronomia & Astrofísica.