Descobertas inovadoras sobre ondas gravitacionais, buracos negros, raios cósmicos, neutrinos e outras áreas da astronomia de ponta podem em breve se tornar mais frequentes devido à convergência de duas grandes comunidades de astrônomos em um novo projeto.
Por Gareth Willmer, Horizon: The EU Research & Innovation Magazine publicado por Phys.
Anteriormente, a Europa tinha duas grandes redes colaborativas para astronomia terrestre em execução nas últimas duas décadas, conhecidas como OPTICON e RadioNet. Estes se concentraram na observação de fenômenos astronômicos em intervalos de comprimento de onda separados do espectro eletromagnético – o primeiro em comprimentos de onda ópticos , em uma parte do espectro que inclui a luz visível; e o último em comprimentos de onda de rádio mais longos .
Agora, esses dois domínios da astronomia estão se unindo em um projeto chamado OPTICON RadioNet Pilot (ORP), um consórcio de astrônomos de 37 instituições e 15 países europeus, além da Austrália e da África do Sul.
Referindo-se a si própria como ‘a maior rede de astronomia da Europa‘ , a iniciativa foi criada à luz da necessidade crescente dos astrônomos de ter uma gama de habilidades em diferentes domínios e usar técnicas complementares para compreender fenômenos. Também reúne cerca de 20 telescópios e matrizes de telescópios pertencentes a membros do consórcio, com o objetivo de harmonizar métodos e ferramentas entre os dois domínios e abrir o acesso físico e virtual às instalações.
“Existem algumas pessoas que são especialistas em ambos os domínios, mas são comunidades diferentes”, disse o Dr. Jean-Gabriel Cuby, do Centro Nacional Francês de Pesquisa Científica (CNRS) e da Universidade Aix-Marseille, e coordenador do projeto ORP. “Fui treinado como astrônomo óptico, e outras pessoas foram treinadas como radioastrônomos. Agora, também precisamos treinar astrônomos de comprimento de onda neutro. ‘
Ele explicou que quanto mais você pode observar sobre fenômenos em diferentes comprimentos de onda, mais de uma imagem você pode construir. “A astronomia de múltiplos comprimentos de onda consiste em observar todo o domínio espectral para ter o máximo de informações possível”, disse ele. ‘A luz que recebemos em comprimentos de onda óticos e de rádio vem de diferentes processos físicos; portanto, quanto mais observamos em termos de cobertura de comprimento de onda, mais aprendemos sobre os processos físicos. ‘
O Dr. Cuby disse que o objetivo é facilitar e acelerar o processo de obtenção de tempo de telescópio para projetos que requerem diferentes instalações – o que pode ser um processo demorado – tornando mais fácil para as pessoas realizarem projetos mais ambiciosos que anteriormente exigiam vastos esforços de gerenciamento .
As instalações do telescópio incluem LOFAR, uma rede transeuropeia de radiotelescópios de baixa frequência com base na Holanda, e EVN, uma rede de radiotelescópios localizados principalmente na Europa e na Ásia, com antenas adicionais na África do Sul e Porto Rico.
Era multi-mensageiro
O Dr. Cuby elaborou como é crescente a necessidade de promover a harmonização entre os domínios na era atual da chamada astronomia de multimensageiros. Isso envolve a observação de várias partículas ‘mensageiras’ – como ondas gravitacionais, neutrinos e raios cósmicos – que podem revelar informações diferentes sobre as mesmas fontes, potencialmente dando uma visão sem precedentes do universo e de suas origens.
A harmonização também é fundamental para a astronomia no domínio do tempo, que explora como os eventos astronômicos variam ao longo do tempo. Os eventos que agora estão sendo explorados são frequentemente transitórios, com muitos, como rajadas rápidas de rádio, durando meros milissegundos. A captura de vários aspectos deles, portanto, requer a implantação rápida de telescópios e instalações, que novamente podem ser auxiliados pela colaboração. ‘Esta astronomia no domínio do tempo vai explodir nos próximos anos’, disse o Dr. Cuby. ‘Esta é realmente a era de ouro da astronomia.’
O professor Gerry Gilmore, cosmologista da Universidade de Cambridge que está envolvido com ORP como coordenador científico da OPTICON, elaborou mais detalhadamente. “Esse é o tipo de ciência que fazemos agora, em que você descobre algo que geralmente é altamente variável e muitas vezes é transitório”, disse ele. ‘Tudo acabou muito rápido e você não tem outra chance. Você deseja então ser capaz de trazer toda a gama de capacidades potenciais para olhar para aquele lugar específico no céu agora. ‘
Anteriormente, disse o Prof. Gilmore, capturar um evento transitório dependia de uma grande quantidade de sorte em procurar no lugar certo na hora certa, mas o ORP oferece uma chance de ‘planejar para ter sorte’ por meio de esforços mais direcionados entre diferentes pesquisadores e abre o ‘espaço de descoberta’ em astronomia.
‘Assim que a tecnologia se tornou disponível para começar a procurar eventos em escala de tempo cada vez mais curtos, ei pronto, descobrimos que eles estão todos lá – o universo está cheio de coisas. E são as coisas mais extremas que acontecem mais rápido. ‘
Ondas gravitacionais
Grande parte dessa astronomia com vários mensageiros e no domínio do tempo está em sua infância, mas está sendo aberta por avanços em tecnologias e novas implantações de observatórios de ponta em todo o mundo.
Uma área emergente que a ORP espera ser estimulada pela colaboração é a das ondas gravitacionais . Detectados pela primeira vez em 2015, são ondulações no espaço-tempo formadas por alguns dos eventos mais cataclísmicos do universo, como pares de buracos negros colidindo.
Em novembro deste ano, uma equipe internacional de astrônomos anunciou a detecção de um número recorde de ondas gravitacionais , adicionando 35 novas observações ao longo de cerca de seis meses para trazer o total para 90 até agora. As descobertas, eles acreditam, ajudarão a nossa compreensão da evolução do universo e de tópicos como a vida e a morte das estrelas.
Com o estudo relacionado listando mais de 1.600 autores de todos os cantos do mundo e aproveitando cerca de 100 instrumentos terrestres e espaciais – incluindo visível, infravermelho e radiotelescópios, observatórios de neutrinos e raios gama e instrumentos de raios-X – isso reflete a colaboração extremamente extensa que ocorre na astronomia moderna.
Um dos autores, Dr. Sarp Akcay, um físico teórico da University College Dublin na Irlanda que não está envolvido com ORP, disse que a iniciativa ORP parece promissora para inspirar descobertas mais rápidas.
‘Este tipo de colaboração em grande escala será extremamente útil para a astronomia de ondas gravitacionais, e ainda mais para a chamada astronomia de multi-mensageiro’, disse ele. ‘Com mais telescópios se juntando a uma rede global, observações de acompanhamento podem ser feitas mais rapidamente no futuro, aumentando nosso conhecimento sobre esses eventos.’
Prof. Gilmore disse, entretanto, que embora o foco principal do ORP seja inspirar a colaboração ao invés de realizar investigações específicas, um caso de teste para o projeto está combinando a busca de buracos negros nos comprimentos de onda ópticos e de rádio para saber mais sobre sua natureza, exatamente quão comuns esses objetos são e se as teorias sobre eles estão corretas.
E com a Via Láctea sozinha, pensada para abrigar milhões de buracos negros, que muitas vezes são formados pela morte de estrelas massivas, há muito a descobrir. ‘Há um punhado deles que foram observados em circunstâncias muito especiais’, disse o Prof. Gilmore. “Então, vimos a ponta do iceberg, mas prevemos que haja um grande número deles.”
Visão de longo prazo
Embora ainda seja o início do ORP, que foi lançado em março, e a maneira exata como ele se desenvolve ainda não foi vista, o Dr. Cuby e sua equipe esperam que o piloto possa posteriormente fazer a transição para um projeto sustentável de longo prazo além de sua duração atual programada até início de 2025. O objetivo é também permitir o acesso aberto a pessoas em todo o mundo, ampliando o escopo para o envolvimento de pesquisadores e países antes sub-representados.
Prof. Gilmore disse, entretanto, que as comunidades separadas têm convergido cada vez mais nos últimos anos, enquanto os projetos OPTICON e RadioNet já estabeleceram fortes redes de colaboração em seus domínios individuais ao longo de muitos anos. ‘A comunidade tem mudado constantemente nas últimas décadas’, disse ele. ‘As pessoas têm formado equipes e utilizando uma variedade de instalações para um determinado tópico científico. A astronomia de múltiplos comprimentos de onda é a realidade da maneira como realmente o fazemos hoje em dia. ‘
Com o projeto ORP, ele disse: ‘Agora, deve ser possível para um grupo de cientistas jovens e entusiasmados simplesmente escolher seu líder, ela redige a proposta e manda um ping – a equipe vai embora’.
O professor Anton Zensus, coordenador científico da RadioNet no projeto ORP, acredita que a iniciativa é um ‘passo crucial’ para o avanço no campo da astronomia que permitirá uma imagem muito mais rica do universo.
‘O uso multifrequencial nos permite entender melhor os segredos do universo’, disse ele. ‘ORP permitirá uma reação rápida a fenômenos astronômicos inesperados e transitórios no céu, como rajadas de raios gama. Nosso objetivo é obter uma imagem completa iluminando todos os aspectos dos fenômenos. ‘
Dr. Zensus acrescentou que reunir as comunidades de rádio e óptica para harmonizar a astronomia é um ‘passo crucial para torná-la atraente para usuários de todas as comunidades astronômicas’ e ajudar a abrir esta área da ciência também para usuários não especializados. “Uma abordagem multimensageiro aprofundará nossa compreensão dos fenômenos astronômicos e, ao mesmo tempo, criará novas questões e abordagens”, disse ele.
A pesquisa neste artigo foi financiada pela UE. Se você gostou deste artigo, por favor, considere compartilhá-lo nas redes sociais.
