Conhece o Observatório Rubin? A nova revolução na astronomia - o telescópio de 3200 pixéis que estudará o Universo
O Observatório Vera C. Rubin, situado no Cerro Pachón, nos Andes chilenos, prepara-se para assinalar um marco na astronomia com a sua câmara digital de 3200 megapixéis, a maior alguma vez construída.
Numa montanha no norte do Chile, os cientistas estão a montar cuidadosamente os intrincados componentes do Observatório Vera C. Rubin, financiado pela Fundação Nacional de Ciência dos EUA (NSF) e pelo Gabinete de Ciência do Departamento de Energia dos EUA (DOE/SC), uma das instalações astronómicas mais avançadas da história.
Este observatório estará equipado com um telescópio inovador e com a maior câmara digital do mundo
Ao longo dos 10 anos de exploração do cosmos a partir do LSST (Legacy Survey of Space and Time), o Observatório Rubin registará 5,5 milhões de imagens do céu ricas em dados. Mais vasto e mais profundo em volume do que todos os levantamentos anteriores combinados, o LSST fornecerá uma quantidade de informação sem precedentes aos astrónomos e cosmólogos que trabalham para responder a algumas das questões mais fundamentais da ciência.
Fortemente envolvidos na Colaboração Científica da Energia Escura (DESC) do LSST, os cientistas do Laboratório Nacional de Argonne do DOE estão a trabalhar para descobrir a verdadeira natureza da energia escura e da matéria escura. Em preparação para o LSST, estão a realizar simulações cosmológicas avançadas e a trabalhar com o Observatório Rubin para moldar e processar os seus dados de modo a maximizar o potencial de descoberta.
Este projeto, que está em construção desde 2015, será oficialmente inaugurado em 2025, estando as primeiras observações previstas para o final desse ano. No entanto, antes da sua entrada em funcionamento definitiva, o telescópio será submetido a vários meses de testes, de construção final e de afinação.
O estudo da energia e matéria escura é uma das principais ambições deste projeto
Em conjunto, a energia e a matéria escuras constituem 95% da energia e da matéria do Universo, mas os cientistas sabem muito pouco sobre elas. Observam os efeitos da matéria escura na formação e movimento das galáxias, mas quando a procuram, parece que não está lá. Entretanto, o próprio espaço está a expandir-se cada vez mais depressa ao longo do tempo e os cientistas não sabem porquê. Referem-se a esta influência desconhecida como energia escura.
Katrin Heitmann, diretora-adjunta da divisão de Física de Altas Energias (HEP) do Argonne.
É importante que os cientistas encontrem formas de mapear as suas teorias para assinaturas que o estudo possa realmente detetar. Por exemplo, qual seria o aspeto atual do Universo se a matéria escura tivesse uma temperatura ligeira, ou se a energia escura fosse super forte logo após o início do Universo? Talvez algumas estruturas ficassem mais difusas, ou talvez as galáxias se aglomerassem de uma determinada forma.
As simulações podem ajudar os investigadores a prever que caraterísticas aparecerão efetivamente nos dados reais do LSST que indicariam que uma determinada teoria é verdadeira.
As simulações também permitem que a colaboração valide o código que será utilizado para processar e analisar os dados. Por exemplo, em conjunto com o LSST DESC e a colaboração por detrás do Telescópio Espacial Nancy Grace Roman da NASA, os cientistas de Argonne simularam recentemente imagens do céu noturno tal como cada telescópio o verá na realidade. Para garantir que o seu software funciona como pretendido, os cientistas podem testá-lo com estes dados de imagem limpos e simulados antes de começarem a processar a imagem real.
Como parte do LSST DESC, os cientistas da Argonne estão atualmente a trabalhar com o Observatório Rubin para garantir que os dados são processados da forma mais adequada aos seus objetivos científicos. Por exemplo, o físico da Argonne, Matthew Becker, trabalha em estreita colaboração com o Projeto Rubin para desenvolver algoritmos para o processamento de dados que permitirão investigar a matéria e a energia escuras através de um fenómeno chamado lente gravitacional fraca.
As lentes gravitacionais fracas podem revelar como a estrutura do Universo se alterou ao longo do tempo, o que pode esclarecer a natureza da energia escura. O desafio é que os sinais que indicam lentes gravitacionais fracas nos dados do LSST serão fracos. A força do sinal que os cientistas procuram será cerca de 30 vezes menor do que o nível esperado de ruído, ou perturbação indesejada do sinal, nos dados.
Isto significa que os cientistas precisam de muitos dados para garantir que as suas medições são exatas, e estão prestes a obtê-los. Uma vez concluído, o LSST terá gerado 60 petabytes de dados de imagem, ou seja, 60 milhões de gigabytes. Seriam precisos mais de 11 mil anos a ver Netflix para utilizar essa quantidade de dados.