Após três anos de busca para revelar a natureza da energia escura, o Experimento de Energia Escura do Telescópio Hobby-Eberly (HETDEX) está a caminho de completar o maior mapa do cosmos de todos os tempos. A equipe criará um mapa tridimensional de 2,5 milhões de galáxias que ajudará os astrônomos a entender como e por que a expansão do universo está se acelerando com o tempo.
“HETDEX representa a união de muitos astrônomos e instituições para conduzir o primeiro grande estudo de como a energia escura muda com o tempo”, disse Taft Armandroff, diretor da Universidade do Texas no Observatório McDonald de Austin.
A pesquisa começou em janeiro de 2017 no telescópio Hobby-Eberly (HET) de 10 metros no Observatório McDonald. Hoje, a pesquisa está 38% concluída. A redução e a análise de dados continuam.
“HETDEX chegou”, disse o astrônomo Karl Gebhardt. “Já concluímos mais de um terço do nosso programa e temos este fantástico conjunto de dados que vamos usar para medir a evolução da energia escura.”
O levantamento funciona apontando o telescópio para duas regiões do céu perto da Ursa Maior e de Orion. Para cada apontamento, o telescópio registra cerca de 32.000 espectros, capturando a impressão digital cósmica da luz de cada objeto dentro do campo de visão do telescópio.
“Na verdade, é um tanto alucinante a quantidade de informações capturadas nisso”, disse o membro da equipe Gary Hill.
Esses espectros são registrados por meio de 32.000 fibras ópticas que alimentam mais de 100 instrumentos trabalhando juntos como um só. Este conjunto é denominado VÍRUS, o Espectrógrafo de Unidade Replicável de Campo Integral Visível. É uma máquina enorme composta de dezenas de cópias de um instrumento trabalhando em conjunto para obter eficiência. O VIRUS foi projetado e construído especialmente para HETDEX.
Isso torna o VIRUS um dos instrumentos astronômicos mais avançados do mundo. Construí-lo “foi uma tarefa e tanto de orquestrar”, disse Hill, observando que o projeto levou uma década para ser concretizado. “É o maior em muitas medidas”, disse ele, observando que tem mais fibras ópticas, além de ter tanta área de detector quanto as maiores câmeras astronômicas. É também um instrumento extremamente grande, ocupando grande parte do espaço dentro da cúpula do telescópio.
HETDEX é uma pesquisa cega, o que significa que em vez de apontar para alvos específicos, ele registra tudo sobre um pedaço específico do céu. Em seguida, os cientistas analisam os dados para filtrar os objetos que desejam estudar.
O membro da equipe Phillip MacQueen trabalhou nos desafios técnicos de entrega de VÍRUS de acordo com as especificações HETDEX. Ele nos lembra que a feitura de mapas na astronomia começou com as primeiras pessoas que olhavam para o céu.
“O VÍRUS é o deleite do cartógrafo astronômico”, disse MacQueen. “Ele faz muito mais do que mapear onde os objetos estão em duas dimensões no céu. HETDEX está usando o VÍRUS para mapear onde os objetos estão em um volume verdadeiramente enorme do universo, tanto dentro de nossa galáxia quanto além dela.”
Para fazer o mapa necessário para o projeto de energia escura, eles estão vasculhando um bilhão de espectros em busca de exemplos de um tipo específico de galáxia. Essas galáxias variam em distâncias de 10 bilhões a 11,7 bilhões de anos-luz de distância, portanto, elas representam uma época em que o universo tinha apenas alguns bilhões de anos. Seus espectros carregam informações sobre a velocidade com que as galáxias estão se afastando de nós como resultado da expansão do universo. Isso permitirá que os astrônomos determinem como a taxa de expansão do universo mudou ao longo das eras, o que é a chave para determinar a natureza da energia escura.
A equipe da HETDEX espera concluir suas observações até dezembro de 2023. No total, a pesquisa concluída incluirá 1 bilhão de espectros, “a maior pesquisa espectral até agora”, disse Gebhardt. Esses dados são processados e armazenados no Texas Advanced Computing Center (TACC) da UT Austin, um dos principais centros de supercomputação do mundo.
Erin Mentuch Cooper é a gerente de dados do projeto. “Temos muita sorte de ter acesso” ao TACC, disse ela, explicando que durante o verão, um supercomputador TACC processou todos os dados HETDEX agora disponíveis em duas semanas. Um único computador levaria 10 anos, disse ela.
Enquanto isso, muitos astrônomos estão usando os dados já coletados para atacar uma série de outros mistérios astronômicos. Vários estão prestes a publicar suas pesquisas.
Entre eles está o professor da UT Keith Hawkins. Ele fez uso dos espectros da pesquisa de cerca de 100.000 estrelas em nossa própria galáxia, a Via Láctea. Embora essas estrelas não fossem a principal pedreira de HETDEX, elas foram capturadas pela pesquisa às cegas. “Como meu avô costumava dizer, ‘O lixo de um homem é o tesouro de outro'”, disse ele.
Hawkins está usando esses espectros para estudar os conteúdos, tamanhos, temperaturas e movimentos das estrelas para rastrear como as diferentes partes de nossa galáxia se juntaram. Seu artigo de pesquisa sobre este trabalho será publicado em breve. Outros astrônomos estão se preparando para publicar pesquisas sobre anãs brancas e galáxias próximas para as quais usaram dados HETDEX.
Publicado em 06/12/2020 09h39
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