Instrumento de Espectroscopia de Energia Escura Divulga Primeiros Dados

Os primeiros dados coletados pelo Instrumento de Espectroscopia de Energia Escura contêm cerca de 2 milhões de objetos, incluindo um quasar de aproximadamente 12 bilhões de anos. A colaboração espera relatar seus primeiros resultados relacionados à cosmologia dentro de um ano.

Em um a primeira demonstração do potencial de observação de seu telescópio, a Colaboração DESI obteve imagens de 1% da região alvo da pesquisa completa ao longo de múltiplos “feixes” através do Universo. 

Esta semana, uma equipe de mais de 1.000 cientistas de todo o mundo divulgou ao público o primeiro lote de dados coletados com o Instrumento de Espectroscopia de Energia Escura (DESI), um telescópio que os cosmólogos esperam que ajude a responder a questões em aberto sobre a natureza da energia escura e a evolução do Universo [1-3]. “O telescópio funciona melhor do que imaginávamos”, diz Michael Levi, cosmólogo do Lawrence Berkeley National Laboratory (LBNL), Califórnia, e diretor da DESI Collaboration. “Estamos prontos para que todos vejam este lançamento de dados [inicial] e vejam o que podem fazer com ele.”

O objetivo da pesquisa DESI de cinco anos é mapear o Universo mais profundamente no tempo e com mais detalhes do que qualquer telescópio anterior (consulte Recurso: Entrando em uma nova era de cosmologia de energia escura). “Queremos ir muito além do que foi feito antes e realmente poder ver a evolução da energia escura ao longo da história do Universo”, diz Nathalie Palanque-Delabrouille, cosmóloga do LBNL e uma das porta-vozes da Colaboração DESI. Para ver essa evolução, a pesquisa planeja identificar a localização de mais de 40 milhões de galáxias.

A chave para preencher o mapa cósmico é o uso de tecnologia robótica que altera automaticamente as colocações das fibras coletoras de luz para que possam recuperar informações espectroscópicas de pontos brilhantes no céu. As medições espectrais fornecem informações sobre o que é um objeto e quão rápido ele está se afastando de nós, o que é necessário para estimar sua distância.

A tecnologia robótica usada para direcionar objetos nunca havia sido testada antes, por isso nem sempre ficou claro que o DESI funcionaria como esperado, diz Levi. Mas ele e outros membros da equipe ficaram agradavelmente surpresos com a facilidade com que a máquina funcionou. “O DESI preservou cada fóton que o Universo nos deu”, diz ele.

O conjunto de dados DESI recém-lançado contém mais de 80 terabytes de informações sobre cerca de 2 milhões de objetos astrofísicos e foi reunido no chamado estágio de validação da pesquisa. Como parte da validação, a Colaboração DESI realizou vários testes de medição e parâmetros do telescópio para verificar se o instrumento poderia coletar os dados desejados no período de tempo planejado.

A validação também incluiu a realização do chamado One-Percent Survey, no qual a colaboração fez com que o telescópio sondasse 1% da região alvo da pesquisa completa, mas em uma resolução muito maior. Ao longo de cinco meses, o telescópio coletou luz ao longo de 20 linhas de visão, ou “feixes”, que cortam o Universo como amostras geológicas de núcleo. As galáxias capturadas nesta pesquisa fornecem um registro histórico que remonta a 12 bilhões de anos, quando a formação de galáxias estava apenas começando. “Esses 20 feixes são incrivelmente completos – analisamos o que eles contêm com muito mais detalhes do que qualquer parte do céu na pesquisa principal”, diz Palanque-Delabrouille.

Um objeto interessante que a equipe do DESI detectou no One-Percent Survey é um quasar de 12 bilhões de anos, um núcleo galáctico luminoso alimentado por um buraco negro supermassivo. Embora Palanque-Delabrouille observe que outras pesquisas encontraram quasares mais antigos, esses objetos são incrivelmente raros, então cada novo encontrado oferece uma oportunidade de descobrir novas informações sobre o cosmos. “É um objeto extremamente agradável de se ver”, diz ela. Arthur Kosowsky, cosmólogo da Universidade de Pittsburgh concorda. “O DESI está abrindo novos caminhos em quasares e galáxias com alto desvio para o vermelho apenas com este primeiro gostinho”, diz ele. 

Os cientistas do DESI também detectaram estrelas caindo e escapando da galáxia de Andrômeda, a vizinha mais próxima da Via Láctea. Levi diz que a colaboração mapeou Andrômeda como uma reflexão tardia, usando uma janela de dez minutos para coletar 5.000 medições das posições e velocidades das estrelas dentro da galáxia. “Esses dados mostram a galáxia de Andrômeda em um nível de detalhe previamente desconhecido”, diz ele. O movimento coletivo das estrelas medidas mostra que uma pequena galáxia já colidiu com Andrômeda. 

O lançamento de dados não vem com resultados cosmológicos derivados de dados DESI; provavelmente levará mais um ano até que comecem a chegar, pois serão baseados na análise dos principais dados da pesquisa, diz Anthony Kremin, cosmólogo do LBNL e cientista principal no processamento dos dados de validação. A pesquisa está agora no terceiro dos cinco anos planejados, e os dados dos primeiros anos ainda estão sendo processados.

“Os dados divulgados hoje são uma pequena fração dos dados que esperamos coletar”, diz Palanque-Delabrouille. “Não queremos influenciar futuras análises cosmológicas extraindo os primeiros resultados cosmológicos desta pequena amostra.” 

Mesmo sem tais descobertas, Levi chama o lançamento desta semana de “transformador” para o campo. Ele observa que, até dez anos atrás, um pesquisador poderia levar toda a sua carreira para coletar os dados de alguns milhares de galáxias. Alguns zeros foram adicionados a esse número com o advento do Sloan Digital Sky Survey, que fez medições espectroscópicas de alguns milhões de objetos. Mas Levi diz que esse número é pequeno em comparação com o que ele espera que a pesquisa principal capture.

Wendy Freedman, cosmóloga da Universidade de Chicago, está animada para ver o que os principais dados da pesquisa revelam. “O que é mais impressionante aqui é a rapidez com que [DESI] ultrapassou todas as pesquisas anteriores, e este [divulgação de dados] é apenas a ponta do iceberg.” Kosowsky acrescenta: “É uma conquista técnica impressionante”.

Fonte: physics.aps.org