LOFAR revela o LoTSS-DR3: 13.7 milhões de objectos no maior levantamento do céu em rádio

A forma como olhamos para o cosmos muda por completo consoante o modo como o observamos.

Agora, os astrónomos disponibilizaram os dados do maior levantamento do céu alguma vez feito em comprimentos de onda de rádio, revelando quase 13.7 milhões de objectos celestes numa luz que o olho humano, literalmente, não consegue ver sem ajuda.

LoTSS-DR3: o maior levantamento do céu em rádio

Esta é a terceira divulgação de dados do LOFAR Two-metre Sky Survey (LoTSS-DR3) e reúne uma colecção sem precedentes de objectos cósmicos que emitem ondas de rádio.

Entre eles estão alguns dos fenómenos mais extremos do Universo, incluindo galáxias deformadas em formas estranhas por feixes ao estilo da Estrela da Morte produzidos por buracos negros supermassivos.

O levantamento abrange 88 percent do céu do hemisfério norte e inclui aproximadamente 13,000 horas de dados recolhidos ao longo de vários anos.

"This data release brings together more than a decade of observations, large-scale data processing and scientific analysis by an international research team," diz Timothy Shimwell, autor principal do estudo e astrónomo na ASTRON e na Universidade de Leiden, nos Países Baixos.

Tal como descrito num artigo recente na revista Astronomy & Astrophysics, uma equipa internacional de investigadores conduziu este levantamento com o LOw Frequency ARray (LOFAR).

O que torna o LOFAR tão diferente

O próprio LOFAR é uma maravilha tecnológica - e não se parece em nada com as grandes antenas parabólicas, perfeitas para um confronto final cinematográfico entre super-espiões.

Em vez disso, o conjunto funciona como um interferómetro composto por cerca de 20,000 antenas distribuídas por 52 estações individuais - 38 nos Países Baixos e 14 noutros países europeus. Estendendo-se por mais de 1,000 kilometers (600 miles), podem operar como uma massa de sensores independentes ou, em conjunto, como um único radiotelescópio com o “tamanho” da Europa.

Processamento extremo: de 18.6 petabytes a 20 milhões de horas de computação

"The volume of data we handled – 18.6 petabytes in total – was immense and required continuous processing and monitoring over many years, using more than 20 million core hours of computing time," explica Alexander Drabent, astrónomo no Observatório Estatal da Turíngia e programador de software do LOFAR, além de co-autor do estudo.

Para analisar este tesouro de informação, os investigadores recorreram a um dos supercomputadores de referência da Europa, no Jülich Supercomputing Centre (JSC), na Alemanha.

"For this sky survey, it was the first time that such large amounts of data had to be stored, processed, and made accessible as part of an astronomical observation project. LOFAR has thus also paved the way for future large-scale projects," afirma Cristina Manzano, directora de serviços técnicos no JSC e co-autora.

A natureza destes dados também pode surpreender: o LOFAR não se limita a “tirar fotografias” do céu nocturno. Para gerar uma única imagem, é necessário coser a informação de 70,000 antenas - um processo que implica digitalizar, transportar e combinar 13 terabits (equivalente a mais de 300 DVDs) de dados brutos por segundo.

Um Universo estranho (e invisível) que as ondas de rádio revelam

O esforço compensa, porque as imagens resultantes mostram um Universo com um aspecto inesperado. Por exemplo, a visão do LOFAR da Galáxia de Andrómeda dá à nossa maior vizinha galáctica a aparência de um olho cósmico fantasmagórico, como se observasse a sua futura colisão com a Via Láctea.

As emissões de rádio também podem expor exoplanetas, colisões entre enxames de galáxias e campos magnéticos gerados por supernovas que aceleram partículas com milhares de vezes mais energia do que os supercolisores terrestres.

E, graças à capacidade “à Houdini” da luz de baixa frequência para escapar, ela chega até nós mesmo através de ambientes densos - como os corações da Via Láctea e de outras galáxias, escondidos por poeira.

Desta forma, os astrónomos conseguem perceber como os buracos negros moldam a evolução cósmica e como estrelas jovens “explodem” para a vida.

Com esta divulgação agora disponível ao público, abrem-se as comportas para uma vaga de estudos, tal como já mostraram as duas anteriores divulgações do LOFAR - alguém quer uma única imagem com 25,000 buracos negros supermassivos?

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

É um período entusiasmante para a ciência - e ainda mais para nós, que tiramos partido das descobertas fascinantes sem grande parte do trabalho duro, para além de algum clique e deslocamento intensivos em dedos.

Este estudo foi publicado na revista Astronomy & Astrophysics.