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Observatório nos Andes chilenos, a 2.682 metros de altitude,
vai detectar mais de 20 bilhões de galáxias e 17 bilhões de estrelas
(foto: divulgação) |
Com seu telescópio
de 8,4 metros, instalado no Chile, o equipamento vai fotografar um campo do céu
a cada três ou quatro minutos. E a Rednesp transmitirá, em sete segundos, a
informação coletada aos centros de processamento nos Estados Unidos. Primeiras
imagens serão divulgadas hoje
O Observatório Vera Rubin divulgará
hoje (23/06) suas primeiras imagens. Instalado em Cerro Pachón, a 2.682 metros
de altitude, nos Andes chilenos, sob o céu mais limpo que se pode observar a
partir da Terra, o observatório será, nos próximos dez ou 15 anos, o principal
recurso disponível para a investigação ampla e ultrarrápida do Universo na
banda da luz visível.
Com um espelho
coletor primário de 8,4 metros de diâmetro, dotado de uma configuração
inovadora que possibilita um campo de visão equivalente a cerca de 45 luas
cheias, acoplado à maior câmera digital já construída para a astronomia, o Vera
Rubin vai fotografar, a cada três ou quatro minutos, um novo campo de
visão, e observar, a cada noite de operação, mais de 800 campos distintos,
produzindo diariamente 20 terabytes de dados e gerando até 10 milhões de
alertas sobre mudanças no céu noturno, que informarão às redes de telescópios
parceiras a ocorrência de eventos como explosões de supernovas e outros.
O céu inteiro
visível no hemisfério Sul será revisitado a cada três ou quatro noites. E, ao
final de uma década de operação, o observatório terá produzido 60 petabytes de
dados de imagens brutas. Estima-se que serão detectados mais de 20 bilhões de
galáxias e 17 bilhões de estrelas, compondo o maior e mais dinâmico catálogo astronômico
já produzido.
Os dados coletados
no Chile serão transmitidos por uma rede de fibra óptica de alta velocidade
para centros de processamento nos Estados Unidos. E o sistema de alertas será
capaz de notificar variações no céu em menos de 60 segundos. É nessa grande
velocidade e precisão na transmissão dos dados que entra a Rednesp (Research
and Education Network at São Paulo), implantada e mantida pela FAPESP, e
responsável pela conexão por fibra óptica de dezenas de instituições de ensino
e pesquisa do Estado de São Paulo.
“Para que esse
objetivo possa ser cumprido, as imagens pesadas obtidas no Chile precisam
chegar aos Estados Unidos em sete segundos. Isso exige uma infraestrutura
de rede de altíssima velocidade e baixa latência. Um atraso de 0,2 segundo no
trajeto ou uma perda de pacotes de 0,001% podem comprometer significativamente
a operação. A Rednesp, sucessora da antiga Rede ANSP, possui a capacidade de
transmitir até 400 gigabits por segundo [Gbps]”, informa Ney Lemke,
atual coordenador da Rednesp.
Para efeito de
comparação, as melhores redes disponíveis para internet residencial
dificilmente ultrapassam uma velocidade de transmissão de 1 Gbps. E mesmo a
internet empresarial premium, utilizada por grandes corporações, não vai além
de 10 Gbps. A Rednesp pode ser até 40 vezes mais rápida. Em conexão com a Rede
Nacional de Ensino e Pesquisa (RNP) no Brasil e com redes internacionais nas
duas pontas do processo, a Rednesp é responsável por recolher os dados no Chile
e entregar nos Estados Unidos.
“Isso requer uma
rede extremamente confiável, com alta resiliência, capaz de resistir a
perturbações tectônicas ou climáticas, e transmitir uma grande quantidade de
dados, a cada três a quatro minutos, todas as noites, durante dez
anos. E a transmissão tem de ser extremamente segura. Por isso, os dados são
criptografados duas vezes, primeiro por hardware e depois por software, na
saída, e descriptografados duas vezes, primeiro por software e depois por
hardware, na chegada”, sublinha Lemke.
Desde o início de
sua implantação, ainda com o nome de Rede ANSP, em 1988, até 2020, a Rednesp
recebeu um aporte da ordem de US$ 125 milhões da FAPESP. E continua recebendo
em torno de US$ 4 milhões por ano. “Mas é importante esclarecer que todo esse
investimento não se destina exclusivamente à transmissão dos dados do
Observatório Vera Rubin. A Rednesp possui várias redundâncias e, por isso,
muitas utilizações possíveis. O Vera Rubin não é o único usuário. Toda a
comunidade acadêmica do Estado de São Paulo se beneficia dessa conexão. São 36
instituições de ensino e pesquisa. Inclusive os pesquisadores de instituições
paulistas que atuam no LHC, o grande colisor de hádrons do Cern [Organização
Europeia para a Investigação Nuclear], e que também dependem da transmissão de
grandes quantidades de dados, são atendidos pela Rednesp”, diz Luiz Vitor de Souza Filho, professor do Instituto de
Física de São Carlos da Universidade de São Paulo (IFSC-USP) e coordenador
geral de Programas Estratégicos e Infraestrutura da FAPESP.
Souza Filho conta
que, devido à contribuição superlativa constituída pela Rednesp, a FAPESP
ganhou o direito de indicar cinco pesquisadores principais, cada qual com
quatro pesquisadores associados (pós-doutores, doutorandos etc.), para compor a
equipe de cientistas do Vera Rubin. “São, portanto, no total, 25 pesquisadores,
que ingressaram no Vera Rubin por meio de chamada de propostas lançada pela
FAPESP”, afirma.
Os cinco
pesquisadores principais são Luis Raul Weber Abramo, Riccardo Sturani, Claudia Lucia Mendes de Oliveira, Eduardo Serra Cypriano e Alex Cavaliére Carsiofi.
Abramo foi um dos
organizadores da primeira conferência realizada no país para discutir e
planejar a adesão da comunidade científica brasileira ao LSST (Large
Synoptic Survey Telescope), que era, na época, o nome do Observatório Vera
Rubin. Ele compara aqui o telescópio Simonyi, do Vera Rubin, com outros
telescópios ópticos atualmente em operação ou em construção: “Nos últimos dez
ou 15 anos, houve um avanço significativo na construção de instrumentos capazes
de mapear grandes áreas do céu. No entanto, até agora, não existia um
telescópio que fizesse esse mapeamento em tempo real – obtendo imagens em
intervalos regulares e curtos para que pudéssemos acompanhar as mudanças no céu
conforme elas ocorrem. O Vera Rubin introduz justamente essa nova dimensão: além
de observar ampla e profundamente o espaço, alcançando volumes enormes do
Universo, ele incorpora o tempo como variável. É como se produzisse um filme do
céu em vez de uma simples fotografia”.
O pesquisador conta
que o Vera Rubin, com seu telescópio Simonyi e sua câmera digital LSSTCam, será
capaz de observar supernovas no exato momento em que começam a explodir – algo
crucial para obter dados de qualidade e para medir grandezas como as distâncias
cósmicas e a taxa de expansão do Universo, inclusive a aceleração provocada
pela energia escura. Poderá também detectar e monitorar estrelas variáveis, que
são fundamentais tanto para a astrofísica quanto para a cosmologia. Além disso,
em distâncias astronomicamente próximas, terá capacidade para localizar e acompanhar
asteroides, cometas e outros corpos do Sistema Solar, inclusive objetos
transnetunianos, mapeando a estrutura e dinâmica de nosso sistema planetário
como nunca antes.
“Outro grande
destaque do Vera Rubin será a detecção de milhões de quasares, objetos
extremamente brilhantes, mas difíceis de distinguir das estrelas por sua
raridade. Os quasares têm uma variabilidade característica, e o Vera Rubin será
capaz de identificá-los por meio dessa flutuação de brilho. Esses objetos são
núcleos ativos de galáxias, observados sob certos ângulos, e desempenham um
papel central em minha pesquisa. Trabalho com cosmologia usando quasares como
traçadores das grandes estruturas do Universo”, relata Abramo.
Segundo o
pesquisador, uma possibilidade muito promissora será a combinação entre dados
do Vera Rubin com dados de observatórios de ondas gravitacionais. “Com essa
nova geração de detectores, seremos capazes de observar dezenas de milhares –
talvez milhões – de eventos de fusões de buracos negros e estrelas de nêutrons.
O Vera Rubin será essencial para localizar contrapartidas ópticas desses
eventos. Como as ondas gravitacionais não sofrem interferência da matéria no
caminho, elas são detectadas igualmente em todo o céu. Assim, quanto maior a
área mapeada com qualidade, maior será a eficácia dessa sinergia”, explica.
É interessante
comparar aqui as possibilidades do telescópio Simonyi, do Vera Rubin, com as do
James Webb Space Telescope (JWST), o telescópio espacial desenvolvido em
conjunto pela Nasa, a ESA e a CSA (respectivamente, as agências espaciais
norte-americana, europeia e canadense). “O JWST tem a vantagem de estar fora da
atmosfera, podendo observar continuamente no infravermelho, faixa essencial
para detectar galáxias muito distantes, cujas luzes foram fortemente deslocadas
para o vermelho devido à expansão do Universo. Já o Simonyi observará
principalmente no óptico, a faixa visível do espectro. Embora isso limite a
detecção de galáxias muito distantes, o Simonyi terá um campo de visão enorme,
cobrindo grandes áreas do céu de forma repetida – algo que o James Webb, com
seu campo de visão reduzido, não é capaz de fazer. Os dois telescópios são
complementares: o Simonyi pode identificar objetos interessantes, que depois
serão estudados com mais profundidade pelo JWST”, pontua Abramo.
A lógica da
complementaridade vale também na comparação com o Giant Magellan Telescope (GMT), em plena
construção no Cerro Las Campanas, no Chile, e previsto para entrar em operação
entre o final da década de 2020 e o início da década de 2030. Fruto de uma
grande colaboração internacional, também com forte aporte da FAPESP, o GMT terá
um espelho coletor gigantesco, composto por sete segmentos de 8,4 metros de
diâmetro cada, dispostos em forma de flor, com um no centro e seis ao redor. A
configuração, dotada de um sofisticado sistema de óptica adaptativa, resulta em
um diâmetro físico total de aproximadamente 25,4 metros e uma área de coleta de
368 metros quadrados.
“O GMT poderá alcançar
profundidades e resoluções muito maiores do que as do Vera Rubin e do James
Webb. No entanto, seu campo de visão será intermediário entre o campo de um e o
do outro. É um dispositivo ideal para analisar detalhes finos de objetos
previamente descobertos, como galáxias muito distantes e quasares de
variabilidade incomum. Devo acrescentar que, além da astronomia óptica e
infravermelha, temos observações em rádio, raio X, raios gama, micro-ondas e
ultravioleta – cada uma com técnicas e instrumentos próprios. A ciência do
Universo se constrói combinando todas essas janelas de observação”, enfatiza
Abramo.
Para maiores
informações sobre o Observatório Vera Rubin visite o site https://rubinobservatory.org/.
Sobre a Rednesp, consulte: https://rednesp.br/.
José Tadeu Arantes
Agência FAPESP
https://agencia.fapesp.br/rede-de-alta-velocidade-financiada-pela-fapesp-transmitira-dados-do-observatorio-astronomico-vera-rubin/55122
