A expansão acelerada do universo está ocorrendo por causa da energia escura? Para desvendar esse e outros mistérios da vida, quatro institutos do Ministério da Ciência, Tecnologia e Inovação (MCTI) – o Centro Brasileiro de Pesquisas Físicas (CBPF), o Observatório Nacional (ON), o Laboratório Nacional de Computação Científica (LNCC) e a Rede Nacional de Pesquisa (RNP) – se reuniram no Laboratório Interinstitucional de e-Astronomia (LineA) para estudar o fenômeno, por meio do projeto internacional Colaboração Dark Energy Survey (DES) – ou Levantamento da Energia Escura.

O primeiro passo importante para o mapeamento do céu foi dado, no início deste mês, com a entrada em operação da câmera DECam – com 570 megapixels de resolução – acoplada ao telescópio Blanco, no Observatório Interamericano de Cerro Tololo, no Chile. A expectativa dos astrônomos é de que, nos próximos cinco anos, deverá estar concluído o mais amplo levantamento fotométrico do Hemisfério Sul pelo DES.

Para o físico, pesquisador do CBPF e representante da instituição no projeto internacional, Martín Makler, “com o mapeamento de 5 mil graus quadrados do céu em grande resolução pela DECam, que utiliza cinco filtros ou cores, será possível identificar cerca de 400 milhões de galáxias e milhares de supernovas, inclusive com uma estimativa de sua distância e sua forma”.

Makler observou que os princípios da física e o modelo de observação atuais são insuficientes para compreender o grande volume e diversidade de informações sobre o cosmos. “Mas, se colocarmos apenas uma pecinha, chame de energia escura ou constante cosmológica, tudo se encaixa perfeitamente”, afirmou. “Queremos saber agora o que é essa pecinha, suas propriedades, e se há explicação melhor para as mudanças gravitacionais e a heterogeneidade do universo, entre outras possibilidades”, explicou.

Ao considerar a energia escura uma das dez maiores perguntas da ciência, o pesquisador do CBPF acrescentou que o DES também “fornecerá um mapa, ou melhor, imagens do céu com uma combinação de área, profundidade e resolução sem precedentes, trazendo informações em quase todas as áreas da astronomia e da astrofísica”, previu.

A Colaboração DES, que teve início em 2004, é um projeto decorrente do interesse de diversas instituições internacionais de pesquisa em conhecer melhor a energia escura. Um ano depois, Makler propôs a participação brasileira na iniciativa, quando então foi criado um consórcio de pesquisadores, liderado pelo pesquisador do ON, Luiz Alberto Nicolaci da Costa, que atua na coordenação do grupo e no levantamento dos recursos.

Oportunidade

De acordo com Makler, a participação brasileira no DES significa a oportunidade de trabalhar em um projeto de ponta, com ampla inserção internacional e que abre espaço ao desenvolvimento de infraestrutura específica e à formação de recursos humanos, tanto na área científica (mestres, doutores) quanto técnica, para lidar com o enorme volume de dados a ser gerado pelo projeto.

“Esses recursos humanos podem ser úteis, tanto na área de pesquisa, quanto para empresas de base tecnológica, em especial em tecnologia da informação. Ou seja, é a oportunidade de produzir ciência de primeira linha e contribuir para o desenvolvimento do país”, comentou o pesquisador do CBPF.

Como membro do DES, o Brasil está presente em todos os comitês do projeto (gerenciamento científico, de publicações, gerenciamento dos dados e organização das reuniões). No plano técnico, Makler observou que a dificuldade é ainda maior, pois há necessidade de mão de obra em tecnologia da informação que domine o gerenciamento de grandes volumes de dados (conhecido como "Big Data"), tanto na parte de software quanto de hardware e que, ao mesmo tempo, esteja pronta para abordar problemas totalmente inovadores e com ótica na pesquisa.

Ao observar que há escassez de mão de obra qualificada no mercado nacional, o pesquisador admite que há poucas instituições de ensino de pós-graduação no Brasil nas áreas de instrumentação científica e TI. “Para tentar preencher essa lacuna, o CBPF criou um programa de mestrado profissional em instrumentação científica”, afirmou Makler.

Liderança

O ON lidera a infraestrutura de desenvolvimento de software e por pesquisas relacionadas a quasares (objetos celestes siuados no núcleo das galáxias), evolução de galáxias, aglomerados de galácticos, estrutura em grande escala do universo e estrutura da Via Láctea. O observatório também desenvolve uma infraestrutura computacional para armazenamento, processamento, análise e distribuição de dados

O CBPF responde pelos estudos em lentes gravitacionais e do processamento de imagens com arcos gravitacionais, além de formar pós-graduandos (iniciação científica, mestrado, doutorado). Por duas vezes, o centro ofereceu cursos sobre lentes gravitacionais, voltados às áreas do DES, do qual participa em três comitês: científico, da câmera de palestrantes e organizador das reuniões do DES. O instituto de pesquisa também realiza pelas simulações de arcos gravitacionais no processo de simulações de imagens do DES.

Cabe ao LNCC desenvolver técnicas de gerenciamento, integração e análise dos catálogos de objetos estelares, que possuem bilhões de objetos e suas descrições fotométricas e astrométricas. O resultado é a formação de uma enorme matriz de dados que será analisada, mediante o uso de técnicas avançadas de particionamento de dados (distribuição da infomação em vários lugares, para depois recuperá-la) e atividades em workflows científicos (operações de análise de dados).

Já a RNP disponibilizará infovias (estradas eletrônicas por onde flui todo tipo de informação, em forma de texto, som ou imagem, entre um ponto gerador e diferentes pontos receptores)  para conexão direta entre pesquisadores e o centro de dados do observatório chileno.

Pesquisadores de outras instituições associadas ao LIneA, como a Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS), o Instituto de Fisica  da Universidade de São Paulo (IF/USP) e o Instituto de Física Teórica da Universidade Estadual Paulista Júlio Mesquita Filho (IFT/Unesp), também coordenam grupos de trabalho, especialmente para o estudo da estrutura de nossa galáxia e da área teórica, além de contribuir com toda a infra-estrutura do projeto DES.

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Texto: Ascom do CBPF - Ascom do ON