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.
Anteriormente, a Europa tinha duas grandes redes colaborativas para astronomia terrestre funcionando nas últimas duas décadas, conhecidas como OPTICON e RadioNet. Estes se concentraram na observação de fenômenos astronômicos em faixas separadas de comprimento de onda do espectro eletromagnético – o primeiro em comprimentos de onda ópticos, em uma porção 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 de Austrália e África do Sul.

Denominando-se como 'a maior rede de astronomia da Europa', a iniciativa foi criada à luz da crescente necessidade de os astrônomos terem uma gama de habilidades em diferentes domínios e usarem técnicas complementares para entender os fenômenos. Também reúne cerca de 20 telescópios e conjuntos de telescópios de propriedade dos 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 de Aix-Marseille, e coordenador do projeto ORP. “Fui treinado como astrônomo óptico e outras pessoas foram treinadas como radioastrônomos. Agora, também precisamos treinar astrônomos com comprimento de onda neutro.'

Ele explicou que quanto mais você pode observar sobre fenômenos em diferentes comprimentos de onda, mais uma imagem você pode construir. “A astronomia multi-comprimento de onda consiste em observar todo o domínio espectral para obter o máximo de informações possível”, disse ele. 'A luz que recebemos em comprimentos de onda ópticos e de rádio vem de diferentes processos físicos; então, quanto mais observamos em termos de cobertura de comprimento de onda, mais aprendemos sobre os processos físicos.'

Dr. Cuby disse que o objetivo é facilitar e acelerar o processo de obtenção de tempo de telescópio para projetos que exigem instalações diferentes – o que pode ser um processo demorado – tornando mais fácil para as pessoas fazerem projetos mais ambiciosos que anteriormente exigiam grandes esforços de gerenciamento. .

As instalações do telescópio incluem LOFAR, uma rede transeuropeia de radiotelescópios de baixa frequência com sede na Holanda, e EVN, uma rede de radiotelescópios localizada principalmente na Europa e na Ásia, com antenas adicionais na África do Sul e Porto Rico.

Idade de vários mensageiros

Dr. Cuby elaborou como a necessidade está crescendo para promover a harmonização entre domínios na era atual da chamada astronomia multi-mensageiro. 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 sobre o universo e 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 estão sendo explorados agora são frequentemente transitórios, com muitos, como rajadas rápidas de rádio, durando meros milissegundos. Capturar vários aspectos deles requer, portanto, a rápida implantação de telescópios e instalações, que novamente podem ser auxiliadas pela colaboração. "Esta astronomia no domínio do tempo vai explodir nos próximos anos", disse o Dr. Cuby. "Esta é realmente a idade de ouro da astronomia."

O professor Gerry Gilmore, cosmólogo da Universidade de Cambridge que está envolvido no ORP como coordenador científico do OPTICON, elaborou mais. "Esse é o tipo de ciência que fazemos agora, onde você descobre algo que geralmente é altamente variável e muitas vezes é transitório", disse ele. — Tudo acaba muito rápido e você não tem outra chance. Você quer 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 enorme quantidade de sorte em procurar no lugar certo na hora certa, mas o ORP oferece uma chance de 'planejar ter sorte' por meio de esforços mais direcionados entre diferentes pesquisadores e abre o 'espaço de descoberta' na astronomia.

'Assim que a tecnologia se tornou disponível para começar a procurar eventos de escala de tempo cada vez mais curtos, ei presto, 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 multimensageira 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 que seja estimulada pela colaboração é a das ondas gravitacionais. Detectadas 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, acrescentando 35 novas observações ao longo de cerca de seis meses, elevando o total para 90 até agora. As descobertas, eles acreditam, ajudarão a entender melhor a evolução do universo e 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 telescópios visíveis, infravermelhos e rádio, observatórios de neutrinos e raios gama e instrumentos de raios X - este reflete a enorme colaboração que ocorre na astronomia moderna.

Um dos autores, Dr. Sarp Akcay, físico teórico da University College Dublin, na Irlanda, que não está envolvido em ORP, disse que a iniciativa ORP parece promissora para inspirar descobertas mais rápidas.

“Esse tipo de colaboração em larga escala será extremamente útil para a astronomia de ondas gravitacionais, e ainda mais para a chamada astronomia de múltiplos mensageiros”, 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.'

O Prof. Gilmore disse, enquanto isso, que embora o foco principal do ORP seja inspirar a colaboração em vez de realizar investigações específicas, um caso de teste para o projeto é combinar a busca de buracos negros nos comprimentos de onda ópticos e de rádio para descobrir mais sobre sua natureza, exatamente quão comuns são esses objetos e se as teorias sobre eles estão corretas.

E com a Via Láctea sozinha, acreditando-se que abriga milhões de buracos negros, que geralmente 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 há um grande número deles."

Visão de longo prazo

Embora ainda seja cedo para o ORP, lançado em março deste ano, e a maneira exata como ele se desenvolve ainda não foi vista, o Dr. Cuby e sua equipe esperam que o piloto possa fazer a transição para um projeto sustentável de longo prazo além de sua duração programada atual até início de 2025. O objetivo é também possibilitar o acesso aberto a todos ao redor do mundo, ampliando o escopo de envolvimento de pesquisadores e países anteriormente sub-representados.

O Prof. Gilmore disse, enquanto isso, que as comunidades separadas têm convergido cada vez mais nos últimos anos, enquanto os projetos OPTICON e RadioNet já estabeleceram fortes redes colaborativas em seus domínios individuais ao longo de muitos anos. "A comunidade tem mudado constantemente ao longo das últimas décadas", disse ele. 'As pessoas vêm formando equipes e usando uma série de instalações para um determinado tópico científico. A astronomia de vários comprimentos de onda é a realidade da maneira como realmente fazemos isso hoje em dia.'

Com o projeto ORP, ele disse:'Agora, deve ser possível para um grupo de cientistas jovens e entusiasmados apenas escolher seu líder, ela escreve a proposta e ping—fora a equipe'.

O professor Anton Zensus, coordenador científico da RadioNet no projeto ORP, acredita que a iniciativa é um 'passo crucial' no avanço do campo da astronomia que permitirá uma imagem muito mais rica do universo.

"O uso de multifrequência nos permite entender melhor os segredos do universo", disse ele. “O ORP permitirá uma reação rápida a fenômenos astronômicos inesperados e transitórios no céu, como explosões 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 essa área da ciência também para usuários não especialistas. “Uma abordagem multimensageira 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, considere compartilhá-lo nas redes sociais.