A Universidade de Salamanca participa da missão espacial do Telescópio Euclides, da Agência Espacial Europeia (ESA), lançada em 2023, que acaba de publicar o primeiro lote de dados de seu mapeamento, incluindo um avanço de seus campos profundos. Aqui, centenas de milhares de galáxias em diferentes formas e tamanhos cobram destaque e oferecem uma olhada em sua organização em grande escala na rede cósmica.
Essas galáxias, observadas e analisadas por cientistas do Consórcio Euclides, demonstram o poder sem precedentes desse telescópio, projetado para fornecer o mapa mais preciso do nosso universo ao longo do tempo. Os resultados científicos são descritos em uma série de 27 publicações científicas, juntamente com 7 artigos técnicos que descrevem o processamento desses dados, publicado no ARXIV.
A publicação de dados, que abrange uma enorme área do céu em três mosaicos, também inclui vários grupos de galáxias, galáxias ativas (AGN) e fenômenos transitórios, bem como o primeiro estudo de classificação de mais de 380.000 galáxias e 500 candidatos para lentes gravitacionais, compiladas através da combinação de inteligência artificial e cidadãos cidadãos. Tudo isso parece a base para a ampla gama de problemas que a Euclides abordará com seu rico conjunto de dados.
«Euclides demonstra mais uma vez a máquina de descoberta final. Ele está estudando galáxias em grande escala, que nos permite explorar nossa história cósmica e as forças invisíveis que compõem nosso universo ”, diz Carole Mundell, diretora de ciências da ESA. gerações ».
“Os dados que publicamos agora representam uma pequena fração dos dados totais que a Euclides coletará”, diz Francisco Javier Castander, pesquisador do Instituto de Ciências Espaciais (ICE-CSIC) e do Instituto de Estudos Espaciais da Catalunha (IEEC). “No entanto, mesmo uma fração tão pequena dos dados nos permitiu realizar muitos estudos cientificamente relevantes que agora apresentamos”.
A Universidade de Salamanca em Euclides
Nesse contexto, Fernando Atrio-Barandela, professor de física teórica e pesquisadora da gravitação e cosmologia relativista dos EUA, e Diego Martín, um doutorado do Departamento de Física Fundamental, são os cientistas da Universidade de Salamanca que fazem parte do consórcio de Euclid. O USAL faz parte do consórcio desde 2013 na equipe de Librae (fundo da Radiação de Radiação Euclides da NASA.
Entre outras questões, os físicos do estudo de Salamanca trabalharam inicialmente no projeto das ferramentas necessárias para a exploração científica dos dados que o satélite euclides fornecerá em seus seis anos de operação. Sua atividade faz parte do Grupo de Trabalho Primeval do Universo (Universo Primitivo) e tem como objetivo estudar a radiação dos primeiros objetos que foram formados para elucidar os mecanismos que levaram à formação de galáxias, bem como à medição dos projetos da velocidade do sistema solar em relação à distribuição média da matéria no universo, como um dos projetos ‘dos’ dos ‘dos’ dos projetos ‘dos’ dos projetos ‘dos’ dos projetos ‘dos’ dos projetos ‘dos projetos’ dos ‘dos projetos’ dos projetos da TELA.
Por outro lado, deve-se notar que Diego Martín trabalhou na busca de planetas gasosos recém-treinados no cluster aberto de σ-Oionis, em colaboração com o professor Eduardo Martín, do Instituto de Astrofísica das Ilhas Canárias, que foi um dos estudos que foram conduzidos com os primeiros dados obtidos pela Eucl.
Os resultados agora baseados nas observações feitas em três regiões diferentes do céu, que cobrem um total de 50 graus quadrados, aproximadamente 100 luas cheias. Specifically, the research work of the Usal scientists focuses on «the analysis of the fluctuations of the sources not resolved in the near infrared in order to characterize the physical properties of the first stars and first black holes, clarify the physical mechanisms that took place at the time of reion, when the first stars and galaxies were formed, and measure the speed of the local group of galaxies with respect to the average distribution of matter, ”they report.
Primeiro veja o estudo cosmológico de Euclides
Os dados revelados oferecem uma primeira olhada no estudo cosmológico de Euclides. Os campos do Q1 de maneira assim chamada ilustram o que os cientistas da colaboração de Euclides analisarão exaustivamente para transportar a estrutura em grande escala do universo durante todo o tempo cósmico e investigar a natureza da matéria e a energia escura nos próximos anos. Com uma superfície no céu de aproximadamente 63 graus quadrados, equivalente a mais de 300 vezes a superfície da lua cheia, essas observações representam as maiores áreas adjacentes do céu já observadas com um espaço de espaço/espaço infravermelho/quase infravermelho.
«Euclid está tendo desempenho excepcional. A cobertura do céu alcançada até agora não são precedentes, e as imagens continuam demonstrando o excelente desempenho dos instrumentos de satélite. Estou muito animado para publicar os resultados cosmológicos nos próximos anos ”, diz Cristóbal Padilla, pesquisador do Instituto de Física de High Energy (IFAE).
“As imagens capturadas pelo telescópio de Euclides que hoje são disponibilizadas à comunidade científica internacional, uma vez processadas, são de uma profundidade e detalhes impressionantes e permitem que os astrônomos se familiarizem com os dados que a missão gerará e programará sua exploração científica além dos objetivos cosmológicos que o consórcio foi marcado”, explica o pesquisador no pesquisador na instituição poliológica da universidade de poliário da universidade de poli -seres da instituição de poliário da poli -seleção do consórcio.
Graças ao amplo campo de visão e à alta resolução da Euclides, esses dados requintados também são muito valiosos para vários estudos astrofísicos a escalas menores, de grupos de galáxias a objetos planetários. Todos os artigos publicados hoje são dedicados a essa ciência não -cosmológica, também chamada Legacy Science.
Ai e ciência cidadã
A Euclides deve capturar imagens de mais de 1,5 bilhão de galáxias em seis anos, enviando cerca de 100 GB de dados diariamente. Um conjunto impressionantemente grande de dados gera oportunidades incríveis para a descoberta, mas também enormes desafios ao pesquisar, analisar e catalogar galáxias. O avanço dos algoritmos de inteligência artificial (AI), em combinação com milhares de voluntários e especialistas em ciências do cidadão, está desempenhando um papel fundamental.
Em agosto de 2024, os membros do Euclid Consortium lançaram uma primeira campanha de ciência cidadã na plataforma Zooniverse, recrutando milhares de voluntários para treinar um algoritmo de aprendizado profundo que classifica as morfologias das galáxias. O catálogo resultante, com base nos primeiros 0,45 % das aproximadamente 100 milhões de galáxias de baixo ramo que a Euclides finalmente capturará em detalhes, já provou ser valiosa para os pesquisadores. Além disso, graças a esse grande volume de dados de alta qualidade, os cientistas podem observar diferenças em relação às formas e características das galáxias simuladas. Eles também investigaram como diferentes ambientes, taxas de formação de estrelas e morfologias estão ligadas e levam à evolução das galáxias em vários momentos do nosso universo.
Nesse sentido, o estudo liderado por Marc Huertas-Company, pesquisador do Instituto de Astrofísica das Ilhas Canárias (IAC), usou a combinação única de amplo campo de visão e resolução da Euclides, juntamente com os modelos treinados, graças a voluntários em todo o mundo que participaram da campanha científica do cidadão, para quantificar a abordagem.
«A publicação dos dados do primeiro trimestre demonstra o poder transformador do telescópio euclídeo para o estudo da física galáctica. Também confirma o crescente impacto da IA na análise de dados cada vez mais volumosos e complexos na astrofísica. Aproximadamente 50 % dos artigos científicos publicados com esses primeiros dados de euclides são baseados nos métodos de IA ”, acrescenta Marc Huertas-Company.« O IAC liderou o desenvolvimento de redes neuronais profundas para o estudo de galáxias que mais graças a uma campanha de ciências do cidadão. Em apenas alguns meses de observações, a eu-lidada e a hubs de um hub de cidadãos. Telescópio espacial e o telescópio espacial James Webb ».
Através de outra campanha de ciência do cidadão, com a ajuda de mais de 1.000 participantes e algoritmos de aprendizado automático recentemente treinados, mais de 500 candidatos para fortes lentes gravitacionais foram identificados em escala galáctica nos campos Q1. “A resolução dos dados da Euclid nos permitiu observar esses sistemas de lentes com detalhes incríveis, e esses dados são apenas uma pequena fração das lentes que esperamos encontrar nos próximos anos, enquanto o estudo continua”, diz Philip Holloway, estudante de doutorado da Universidade de Oxford. Esses fenômenos incomuns, previstos pela relatividade geral de Einstein, são ferramentas inestimáveis para entender a distribuição da matéria escura em torno das galáxias, estudar a dinâmica interna dos aglomerados de galáxias e até descobrir galáxias ocultas anteriormente. Até agora, apenas 150 dessas lentes com telescópios espaciais haviam sido observados.
Outro estudo publicado, liderado pelo pesquisador do IAC Malgorzata Siudek, apresenta a Astrot, um poderoso modelo de IA que aprende com imagens e padrões de luz (sede) de galáxias, sem a necessidade de grandes quantidades de dados rotulados por humanos. Graças às imagens ultra -comunhadas de Euclides, as observações infravermelhas profundas do céu, o modelo de IA pode aprender com dados de maior qualidade e diversidade do que nunca.
«Exploramos o uso de modelos de IA fundamentais, semelhantes aos usados no Chat GPT, para exploração de dados. Esses modelos inteligentes são capazes de executar uma infinidade de tarefas para as quais não foram treinadas e abrir especificamente uma nova maneira para o uso da IA na ciência, diz Malgorzata Siudek. As observações da Euclides, devido ao seu volume e complexidade, são ideais para o desenvolvimento dessa nova geração de AI ».
A missão espacial Euclides também marcou o início de uma nova era no estudo do AGN, que representa a fase brilhante dos buracos negros supermassivos no centro de quase todas as galáxias. “Esses dados nos ajudam a entender melhor como os buracos negros e suas galáxias anfitriões crescem juntos ao longo da história cósmica”, diz Berta Margalef-Bentabol, pesquisadora de pós-doutorado do Instituto de Pesquisa Espacial da Holanda. Por meio de algoritmos avançados de IA, os pesquisadores criaram vastos catálogos AGN e quasares vermelhos (AGN extremamente luminoso), que incluem milhares de novos candidatos com medições de posição sem precedentes em uma ampla área do céu, e agora podem confirmar estatisticamente como os fusos de galáxias impulsionam a atividade da AGN.
