Tipo IBGE: como brasileiros ajudaram a criar o “censo” da Via Láctea

Mais de 1,5 bilhão de objetos. É esta a quantidade de componentes da Via Láctea, nossa galáxia, que foram registrados em um novo mapa infravermelho considerado o mais detalhado já feito. O projeto contou com a participação de cientistas de vários países, incluindo o Brasil — e Roberto Saito, astrofísico da Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC), foi o autor principal de um dos artigos que descrevem os resultados. 

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O mapa representa uma área equivalente a milhares de vezes à da Lua cheia e tem quase 10 vezes mais objetos que o mapa produzido pela equipe em 2012. Entre os dados registrados, estão estrelas “bebês” envoltas por envelopes de poeira, aglomerados estelares com algumas das estrelas mais antigas da nossa galáxia, planetas que não orbitam nenhuma estrela e muito mais. 

É claro que um mapa tão vasto não poderia ser feito do dia para a noite. Na verdade, o resultado é o trabalho de 500 terabytes de dados coletados por mais de 13 anos para o projeto VISTA Variables in the Via Láctea (VVV) e para o VVV eXtended (VVVX), seu complemento.

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As observações foram realizadas pelo VISTA, telescópio no Observatório Paranal, no Chile. Mais especificamente, eles trabalharam com a VIRCAM, câmera do VISTA especializada na observação do infravermelho. Graças a esta capacidade, o instrumento pode flagrar a radiação vinda das regiões mais escondidas da nossa galáxia, que ficariam escondidas para os telescópios ópticos devido ao gás e poeira da Via Láctea. 

Confira o vídeo abaixo, que compara observações da Nebulosa da Lagosta na luz visível e no infravermelho, com o VISTA:

Segundo Saito, o VVV e o VVVX são levantamentos públicos do Observatório Europeu Austral (ESO). “O objetivo principal do projeto é entender qual a estrutura tridimensional da região central da Via Láctea através do estudo massivo de estrelas que podem ser utilizadas como indicadores de distância (ou velas-padrão) como estrelas variáveis pulsantes”, explicou ele em entrevista ao Canaltech. 

“Censo” da Via Láctea 

O astrofísico acrescentou que, em inglês, projetos assim são chamados de “survey”, termo que pode ser traduzido como “censo”. Portanto, não é exagero dizer que a equipe produziu quase um “censo galáctico”. “Similar ao que é feito por exemplo pelo IBGE, que busca informações de cada indivíduo para depois estudar como se comporta uma cidade, estado ou país, quais suas características, o que mudou desde o último censo etc., o mesmo foi feito para a Via Láctea”, disse ele. 

Para isso, a equipe observou a maior quantidade possível de indivíduos — que, claro, não são pessoas, mas sim as estrelas e os outros objetos da Via Láctea — por longos períodos. Depois, eles tentaram inferir informações sobre a estrutura, dinâmica e evolução do nosso lar no espaço, e chegaram a alguns resultados para lá de interessantes. 

Por exemplo, a equipe descobriu novos aglomerados estelares do tipo globular, os mais antigos da nossa galáxia. Eles identificaram também estrelas hipervelozes: elas tiveram o azar de se aproximar de Sagitário A*, o buraco negro supermassivo no coração da Via Láctea. Como resultado, as interações gravitacionais fizeram com que elas fossem disparadas pelo espaço, viajando rapidamente para fora da nossa galáxia. 

Além das imagens, o projeto rendeu também o catálogo com 1,5 bilhão de fontes detectadas. O catálogo foi criado com a ajuda de softwares de redução e extração da fotometria, termo que descreve as medidas da posição e brilho dos objetos nas imagens. “A posterior classificação depende das informações do padrão de variação de brilho, variação na posição, cor do objeto etc”, acrescentou ele, ao Canaltech. 

As imagens e os catálogos das observações foram disponibilizados ao público na página ESO Science Archive, do Observatório. “Entretanto, visto a complexidade e tamanho do projeto, ainda não há uma imagem única para toda a área que foi observada, equivalente à área projetada no céu de 8600 luas cheias”, ressaltou o autor.

Colaboração internacional e tecnológica

A equipe por trás do projeto é composta por mais de 100 pesquisadores, sendo que a maioria deles é da Europa e da América do Sul. A parceria brasileira ficou ainda mais evidente no artigo que descreve a conclusão das observações e o legado, sendo de autoria do prof. Saito e de 18 outros autores brasileiros. 

Mas a colaboração não parou por aí. A equipe contou também com o apoio da inteligência artificial e, segundo Saito, eles aplicaram várias técnicas computacionais modernas aos dados. Uma delas foi o aprendizado de máquina (ou machine learning), em que algoritmos de busca foram treinados com padrões de variações de brilho ao longo do tempo a partir de objetos conhecidos. Desta forma, é possível buscar automaticamente as curvas de luz.

Com a base de dados completa em mãos, os autores devem analisar os dados com técnicas como machine learning e inteligência artificial. “Agora que possuímos o conjunto de dados completo, temos sim a ideia de aplicar técnicas de IA aos dados para busca de padrões peculiares que possam indicar objetos raros e desconhecidos como os “WITs”, acrônimo para “What Is This?” (‘O que é isso?’ numa tradução livre), tipo de objetos únicos já encontrados no VVV/VVVX”, concluiu o autor.

Os autores acreditam que o legado científico do projeto deve durar muitos anos, e mesmo assim já começaram a trabalhar em observações de acompanhamento. A ideia é que elas forneçam informações adicionais das fontes observadas, como composição química, rotação e velocidade. Além disso, alguns membros da equipe planejam tentar participar de estudos de astrofísica estelar e galáctica em grandes observatórios, como o James Webb e o futuro Vera C. Rubin.

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