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CBPF está olhando para cima

  • Publicado: Quarta, 11 de Maio de 2022, 20h04
  • Última atualização em Quarta, 11 de Maio de 2022, 20h04
  • Acessos: 24

Clécio R. De Bom, astrofísico e professor da Coordenação de Desenvolvimento Tecnológico (COTEC) do Centro Brasileiro de Pesquisas Físicas (CBPF), explica o novo projeto de descoberta de Supernovas – importante para entender as dinâmicas das explosões desse corpo celeste e ajudar a compreender o enriquecimento do meio interestelar e a evolução das galáxias.

De Bom, juntamente com o estudante de doutorado André de Souza Santos (ambos do CBPF) e os colaboradores Charles Kilpatrick, da Northwestern University (NU) e Fábio R. Herpich, do Instituto de Astronomia, Geofísica e Ciências Atmosféricas da Universidade de São Paulo (IAG-USP) estão implementando o projeto Transient Extension Project (STEP), de descoberta de estrelas em colapso, conhecidas como Supernovas, com o telescópio T-80 e os dados do macroprojeto internacional Southern Photometric Local Universe Survey (S-PLUS).

Assim como na primeira cena da premiada produção da Netflix “Não olhe para cima”, os pesquisadores estão implementando um conjunto de programas e instruções em linguagem de programação para a busca de transientes, isto é, objetos que aparecem nas imagens astronômicas momentaneamente. Na primeira cena do referido filme, os pesquisadores encontram, por acaso, um cometa ao invés de uma estrela explodindo, uma Supernova. O objetivo do projeto implementado no CBPF é a busca deste tipo de estrela nos estágios finais de evolução. Esse fenômeno ocorre em uma escala de meses e a maior parte dos elementos pesados da tabela periódica são gerados nessas explosões.

Algumas Supernovas são também uma ferramenta fundamental na Cosmologia devido à sua natureza regular, o que permite medir distâncias que são sensíveis ao modelo de Universo. Este tipo de experimento foi essencial, por exemplo, na conclusão de que o Universo está em expansão acelerada, descoberta tema do prêmio Nobel de Física de 2011. Na fase de Supernova, o brilho da estrela é comumente mais intenso do que o da galáxia inteira onde ela ocorre. Por ser um fenômeno de curta duração é importante monitorar regiões do céu periodicamente à sua procura.

Os pesquisadores envolvidos anunciaram a primeira dessas explosões cósmicas encontradas nos dados do S-PLUS após o monitoramento entrar em operação no Laboratório de Inteligência Artificial e Computação do CBPF (LITCOMP/IA) utilizando os supercomputadores chamados sci.minds.

Os sci.minds são computadores de alto desempenho projetados para consumir baixa energia e serem ultrassilenciosos, podendo ser usados em um ambiente de escritório. Eles usam a tecnologia de múltiplas unidades de processamento de gráfico (multi GPUs) conectadas entre si. O design dos sci.minds ocorreu por meio de uma parceria de pesquisa e desenvolvimento (P&D) da equipe do LITCOMP do CBPF e da Petrobras. Atualmente, o CBPF possui um total de oito sci.minds em seu sistema de computação de alto desempenho com GPUs, para fins científicos.

Imagem do processo de descoberta de uma supernova: À esquerda temos uma foto antiga da região do céu. No centro, uma foto recente que utilizamos para procurar um transiente. À direita, temos a subtração das duas imagens anteriores, evidenciando um ponto brilhante que não estava presente na primeira imagem.

 

O STEP é uma colaboração que envolve o CBPF, o IAG-USP e a Northwestern University, coordenado no CBPF pelo pesquisador De Bom. É um projeto de levantamento de grande volume de dados utilizando um telescópio robótico instalado no Chile para mapear o céu do Hemisfério Sul em 12 filtros. O projeto é parte constituinte do macroprojeto S-PLUS, liderado pelo Brasil sob a coordenação das pesquisadoras Cláudia Mendes de Oliveira, da USP e Analia Castelli, da Universidade Nacional de La Plata (UNLP).

O telescópio robótico T-80 conta com uma câmera de quase 100 megapixels, sendo capaz de observar uma área grande do céu de uma vez só. Este tipo de característica é fundamental para encontrar objetos transientes, isto é, que aparecem (aumentam de brilho rapidamente) sem aviso e não sabemos de antemão onde estarão, o que é o caso de Supernovas e de outros objetos raros. Já o projeto de descoberta de transientes, o STEP, prevê ainda o monitoramento de Supernovas em fase inicial do colapso. A descoberta e as dinâmicas dessas explosões nos ajudam a compreender o enriquecimento do meio interestelar e a própria evolução das galáxias.

Diferentemente do que ocorre no filme, a chance de encontrarem um cometa e identificá-lo é mínima, explica Clécio De Bom, uma vez que não é este fenômeno que estamos tentando encontrar e portanto, as ferramentas, apesar de serem parecidas, não foram projetadas nem otimizadas para isto. “É o típico caso no qual pode estar contido nos dados, mas dificilmente será levado à análise pelas ferramentas projetadas para descobrir Supernovas."

Mais informações:

SPLUS: https://www.splus.iag.usp.br/

Artigo The Southern Photometric Local Universe Survey (S-PLUS): improved SEDs, morphologies, and redshifts with 12 optical filters, publicado no Monthly Notices of the Royal Astronomical Society:

https://academic.oup.com/mnras/article/489/1/241/5543943



 

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