eu’IA aparece cada vez mais como companheiro e parceiro essencial para astrofísicos examinando o cosmos observável com instrumentos que fornecem fluxos cada vez maiores de dados que devem ser analisados. Vemos um novo exemplo com dois artigos publicados em arXiv que devemos aos membros da colaboração Euclides.
Euclides e as galáxias
Recorde-se que este é um satélite da ESA, cujos principais objetivos são tentar determinar a natureza da matéria escura e da energia. Foi lançado em 1er Julho de 2023 e a sua missão nominal deverá durar seis anos, durante os quais estudará em particular o efeito das lentes gravitacionais de galáxias que se encontram a diferentes distâncias da Terra, através de um telescópio de 1,2 metros de diâmetro que carrega dois instrumentos: o imageador que observa em luz visível (PARAFUSO) e o espectro-imager próximo infravermelho (Nisp).
Teremos então dados estatísticos relativos a milhares de milhões de galáxias em estratos de luz que remonta às vezes a pouco mais de 10 bilhões de anos atrás. Estas populações de galáxias evoluíram em tamanho e forma ao longo deste duraçãoreunindo-se em aglomerado de galáxias. Os aglomerados de galáxias normalmente contêm milhares de galáxias, de todas as idades, estruturas e tamanhos, ligadas entre si por gravitação.
Esses mesmos dados podem ser usados para mais do que apenas tentar lançar luz sobre os aspectos escuros do cosmos. Hoje, eles parecem estar colocando o último prego no caixão do velho paradigma, explicando por que alguns buracos negros supermassivos são quasarese outros não – como é o caso do nosso Via Láctea, Sgr A*.
A missão Euclid da ESA visa revelar o lado oculto do Universo. Para compreender melhor a natureza da matéria escura e da energia escura, precisamos de uma missão que possa revelar com mais precisão os seus efeitos nas galáxias, nos aglomerados de galáxias e na expansão do próprio Universo. Ao observar milhares de milhões de galáxias a até 10 mil milhões de anos-luz de distância, os cientistas serão capazes de mapear a posição e a velocidade das galáxias ao longo de imensas distâncias e traçar a expansão do Universo durante este período. Com esta riqueza de novos dados, os astrónomos serão capazes de inferir as propriedades da energia escura e da matéria escura com uma precisão sem precedentes. Isso ajudará os teóricos a compreender a natureza desses componentes misteriosos. Para obter uma tradução francesa bastante precisa, clique no retângulo branco no canto inferior direito. As legendas em inglês devem aparecer. Em seguida, clique na porca à direita do retângulo, depois em “Legendas” e por fim em “Traduzir automaticamente”. Escolha “Francês”. © ESA – Agência Espacial Europeia
Quasares, ogros cósmicos
Para entender melhor do que se trata, vejamos algumas explicações já dadas em artigo anterior sobre prolegômenos.
Descobertos no início da década de 1960 inicialmente na forma de fontes de rádio quase estelares, os quasares – segundo o nome proposto em 1964 pelo astrofísico de origem chinesa Hong-Yee Chiu – são, portanto, exemplos do que chamamos de núcleos galácticos ativos (Núcleos Galácticos Ativos ou AGN, em inglês). Temos todos os motivos para acreditar que a sua prodigiosa energia provémacreção gigantescos fluxos de matéria através de buracos negros supermassivos de Kerr em rotação, capazes de conter milhões a bilhões de massas solar, como M87* recentemente fotografado por membros da colaboração Telescópio Horizonte de Eventos.
Os quasares apareceram inicialmente como fontes de rádio, mas quando Maarten Schmidt, um astrônomo Dutch, realizou a análise espectral da contraparte visível de uma poderosa fonte de rádio denominada 3C 273, apresentou-se como um estrela mas com um desvio para o vermelho espectral, indicando que era mais de 2,4 bilhõesanos-luz da Via Láctea. Isto significa que para ser observável a uma distância tão propriamente cosmológica, tinha que ser de um brilho absolutamente prodigioso, equivalente a 1.000 vezes as centenas de bilhões de estrelas da nossa Via Láctea.
Tal torrente de energia só poderia ser explicada envolvendo o processo de acréscimo gravitacional por um estrela massivo e compacto, precisamente como um buraco negro, porque então libera radiação eletromagnética em várias formas de luz por conversão deenergia potencial gravitacional, muito mais eficiente do que as reações termonucleares que fazem as estrelas brilharem. Sabemos, de facto, que tal mecanismo permite converter o equivalente a 10% da massa de um objecto em radiação contra, por exemplo, os 0,7% da reacção próton-próton no Solco-descoberto por Carl Friedrich von Weizsäcker e Hans Bethe.
Mas, para isso, é obviamente necessária uma contribuição igualmente espectacular de matéria e, por esta razão, muitos astrofísicos argumentaram que a ignição dos quasares ocorria durante colisões entre galáxias, levando a uma contribuição massiva de gás custos.
Infelizmente, os avanços nas observações no final da década de 1990 e no início da década de 2000 mostraram que a maioria dos quasares não estava associada a colisões galácticas.
Ilustração artística do novo método de identificação de núcleos galácticos ativos (AGN) baseado em inteligência artificial. © Danielle Futselaar
Um retorno à estaca zero via IA
Durante cerca de uma década, observações e modelagem tinha, portanto, finalmente imposto outro paradigma onde a existência de AGN e, a fortiori, dos quasares – assim como os processos de crescimento dos buracos negros supermassivos e das galáxias que os hospedam – resultaram de correntes frias de matéria bariônica, como explicado a Futuro cosmólogo Romain Teyssier.
Sem chance ! A IA parece, portanto, dizer-nos hoje, acompanhando um regresso ao antigo paradigma iniciado há alguns anos, conforme explicado num comunicado de imprensa do Organização de Pesquisa Espacial Holanda (SRON).
Os principais autores desta descoberta, Berta Margalef-Bentabol, Antonio La Marca e Lingyu Wang do SRON, usaram a IA com os seus colegas para investigar imagens tiradas em apenas uma semana pelo Euclides e cobrindo uma área próxima da superfície total observada pelo Telescópio espacial Hubble mais de trinta anos, o que também é de melhor qualidade!
A IA foi capaz de detectar com eficácia núcleos galácticos ativos em um conjunto de dados dezenas de vezes maior do que os de estudos anteriores, confirmando a hipótese de que fusões de galáxias desempenham um papel importante no início do AGN.
Representação artística das fusões de galáxias – conexão AGN em dados Euclides. © Danielle Futselaar
Melhor, segundo Antonio La Marca, ainda no comunicado da SRON: “ Concluímos também que as fusões são provavelmente o único mecanismo capaz de alimentar os núcleos galácticos ativos mais luminosos. No mínimo, eles são o principal gatilho. »
Françoise Combes, astrofísica e professora do Collège de France, explica as últimas descobertas sobre quasares. © Espaço Ciência