Impressões digitais de um milhão de estrelas desvendam a história da Via Láctea

Cientistas australianos divulgaram os dados de um estudo maciço de mapeamento estelar que analisou cerca de um milhão de estrelas da Via Láctea.

Os dados constituirão a base de décadas de investigação sobre as origens e o desenvolvimento da nossa galáxia, além de fornecerem um valioso conjunto de treino para a próxima geração de grandes levantamentos astronómicos baseados em inteligência artificial.

O conjunto de dados, o auge de 10 anos de trabalho, foi recolhido por astrónomos do Centro de Excelência australiano ARC em Astrofísica do Céu em 3 Dimensões (ASTRO 3D), utilizando o Telescópio Anglo-Australiano (AAT) perto de Coonabarabran, em NSW, que celebra esta semana 50 anos de funcionamento.

“O nosso trabalho centra-se na recolha do maior número possível de dados de qualidade”, diz Sven Buder, investigador da Universidade Nacional Australiana.

“O GALAH mostrou-nos quais os elementos químicos que compõem as estrelas da Via Láctea. Este conjunto de dados ajuda-nos agora a aumentar a nossa capacidade de envelhecer com precisão as estrelas da nossa vizinhança e a compreender a sua origem”, acrescenta.

“Estes dados tornam-se uma ferramenta poderosa para os astrónomos testarem novas teorias e fazerem novas descobertas científicas sobre o Universo”, sublinha.

A publicação é a quarta do projeto GALAH (Galactic Archaeology with HERMES), que há 10 anos investiga a formação de estrelas, o enriquecimento químico, a migração e as fusões na Via Láctea.

Os dados anteriores do projeto GALAH permitiram uma série de descobertas significativas sobre a evolução da Via Láctea, a existência de exo-planetas, aglomerados estelares ocultos e muito mais.

Observações de 920 000 estrelas durante 684 noites

O levantamento cartográfico, que efetuou 1,08 milhões de observações de 920 000 estrelas durante 684 noites, utiliza um instrumento australiano chamado High Efficiency and Resolution Multi-Element Spectrograph, ou HERMES, que está ligado ao AAT.

“Medimos os elementos presentes nestas estrelas, como o carbono, o azoto e o oxigénio, bem como os elementos pesados presentes nos nossos smartphones e veículos elétricos”, explica Buder.

“Estes dados vão ajudar-nos a descobrir como estes elementos são produzidos nas estrelas, o que é fundamental para explicar as origens dos blocos de construção da vida”, revela.

Os dados recolhidos das estrelas aparecem quase como “arco-íris estelar” – códigos de barras sobrepostos que, quando analisados, podem mostrar a composição química das estrelas. Isto pode ajudar-nos a compreender como os elementos se formam e se distribuem no Universo, bem como a detetar potencialmente assinaturas de sistemas planetários em torno das estrelas.

Os conjuntos de dados GALAH são aguardados com grande expetativa pela comunidade astronómica mundial, com 290 estudos científicos a utilizarem dados GALAH até à data.

O anterior documento de divulgação de dados, que abrange 300 000 estrelas, com mais de 400 citações, é o trabalho mais citado do ano na revista em que foi publicado.

Os dados do GALAH mostraram no passado como as estrelas podem ter consumido planetas à medida que a Via Láctea se desenvolvia.

“O estudo GALAH detetou sinais de que algumas estrelas podem ter ‘comido’ planetas que as orbitavam”, diz o Professor Daniel Zucker da Universidade Macquarie. “Isto pode ser observado olhando para a composição química da estrela, uma vez que os elementos do planeta consumido apareceriam como marcadores no espetro da estrela”, adianta.

Valioso conjunto de treino para a próxima geração de ferramentas de IA em astronomia

Para além dos conhecimentos científicos imediatos, o conjunto de dados GALAH servirá como um valioso conjunto de treino para a próxima geração de ferramentas de inteligência artificial em astronomia.

Uma vez que este campo depende cada vez mais da aprendizagem automática para analisar vastos conjuntos de dados, este estudo liderado pela Austrália está a ajudar a lançar as bases para o futuro da disciplina em todo o mundo.

“A Austrália está a liderar o futuro de toda a astronomia que procura lidar com o Big Data”, afirma o Professor Zucker. “Este conjunto de dados servirá como um dos principais livros de texto para treinar estas IA”.

A Professora Associada Sarah Martell da UNSW, um dos principais membros do projeto, diz estar entusiasmada com o que os astrónomos de todo o mundo poderão fazer com os dados.

“Estamos realmente a olhar para um período incrivelmente empolgante nos próximos anos, em que todas estas descobertas sobre o que está a acontecer no nosso Universo vão fluir a partir dos dados que recolhemos aqui mesmo na Austrália, utilizando telescópios australianos e com base na investigação australiana”.

Mais de 100 cientistas colaboram no projeto GALAH. Estão sediados em universidades da Austrália, Itália, Reino Unido, Eslovénia, EUA, Hungria, Suécia, Países Baixos e Alemanha.

A Professora Emma Ryan-Weber, Diretora do ASTRO 3D, afirma que o GALAH e a investigação que o estudo permite estão diretamente relacionados com a missão do ASTRO 3D.

“Ajuda-nos a compreender como as galáxias ganham massa ao longo do tempo”, diz o Professor Ryan-Weber. “A informação química que a equipa de investigação reuniu é como o ADN estelar – podemos usá-la para dizer de onde veio cada estrela. Podemos também determinar as suas idades e movimentos e obter uma compreensão mais profunda da forma como a Via Láctea e outras galáxias se formaram e evoluíram”, acrescenta.

“Além disso, à medida que a missão ASTRO 3D chega ao fim, o projeto GALAH deixará um legado duradouro da ciência australiana, informando as descobertas astronómicas sobre as origens e o desenvolvimento do Universo nas próximas décadas”, conclui.

O conjunto de dados GALAH DR4 pode ser consultado aqui.