Euclid Space Warps: ajude a detectar galáxias dobrando o espaço-tempo

As distorções no espaço-tempo não aparecem apenas em filmes de ficção científica como Interestelar. Na vida real, podemos ver o efeito de distorção que a gravidade tem no espaço-tempo na forma de lentes gravitacionais.

A enorme gravidade de um objeto massivo – como uma galáxia ou aglomerado de galáxias – distorce a forma do espaço-tempo e pode desviar os raios de luz vindos de uma galáxia distante atrás. Ao distorcer o espaço-tempo, a galáxia em primeiro plano funciona como uma lupa.

A luz do objeto de fundo que seria obscurecido não viaja mais em linha reta. Em vez disso, ele se curva em torno da massa intermediária, muitas vezes produzindo múltiplas imagens, arcos esticados ou até mesmo um anel completo conhecido como ‘Anel de Einstein‘, como aquele recentemente descoberto por Euclides.

Lentes gravitacionais fortes oferecem uma demonstração impressionante da teoria da relatividade geral de Einstein, mostrando que a matéria no Universo pode atuar como um telescópio natural, trazendo objetos distantes à vista.

O telescópio Euclides da ESA está a revolucionar os estudos de lentes gravitacionais fortes, ao fornecer imagens muito sensíveis sobre grandes áreas do céu com detalhes sem precedentes. Isto é exatamente o que é necessário para identificar lentes gravitacionais raras.

Em março de 2025, 500 lentes fortes galáxia-galáxia foram encontrados aninhados apenas nos primeiros 0,04% dos dados de Euclides, a maioria deles até então desconhecidos. Este catálogo pioneiro foi criado graças ao esforço combinado de cientistas cidadãos, inteligência artificial (IA) e investigadores.

Vislumbre antecipado de novas imagens de Euclides

À medida que a Euclid continua a sua pesquisa, enviando cerca de 100 GB de dados para a Terra todos os dias, a ESA e o Consórcio Euclid precisam mais uma vez da ajuda de cientistas cidadãos para identificar lentes gravitacionais fortes num grande conjunto de dados.

Para isso, a equipe do Space Warps lançou um projeto de ciência cidadã baseado em novas imagens de Euclides, que fará parte do futuro Euclid Data Release 1. Embora esses dados ainda não sejam públicos, ao participar deste novo projeto de ciência cidadã você poderá ter uma visão antecipada dessas novas imagens de galáxias capturadas pelo telescópio.

Para este projeto, você inspecionará novos dados de imagem de alta qualidade do Euclides, nos quais muitas lentes fortes até então desconhecidas estão escondidas. Serão mostradas cerca de 300.000 imagens pré-selecionadas por algoritmos de IA, que são ajustadas com os resultados da pesquisa inicial de lentes fortes Euclides da ciência cidadã. Estes são os candidatos com melhor classificação de impressionantes 72 milhões de galáxias do DR1 que foram classificadas pelos algoritmos de IA. Os cientistas esperam que estes dados requintados de alta qualidade revelem mais de 10 000 novas lentes.

O que podemos aprender com lentes fortes

A missão Euclides explora como o Universo se expandiu e como a sua estrutura mudou ao longo da história cósmica, utilizando principalmente dois métodos: lente fraca e oscilações acústicas bariônicas. A partir disso, os cientistas podem aprender mais sobre o papel da gravidade e a natureza da matéria escura e energia escura.

Lentes gravitacionais fortes também podem fornecer insights sobre essas questões centrais. Por exemplo, características de lentes fortes podem “pesar” galáxias individuais e aglomerados de galáxias. Isto revela a matéria total (seja escura ou clara) e traça a distribuição da matéria escura. Ao estudar lentes fortes ao longo do tempo cósmico, os cientistas podem traçar a expansão do Universo e a sua aparente aceleração. Isto fornecerá informações adicionais sobre o papel da energia escura.

“Já vimos o sucesso da combinação da IA ​​com a inspeção visual por cidadãos voluntários e cientistas no Space Warps, encontrando eficientemente centenas de candidatos a lentes de alta probabilidade numa pequena pesquisa inicial de Euclides em 2024”, explica Aprajita Verma, cofundador e líder de projeto do Space Warps na Universidade de Oxford, no Reino Unido.

“Nestes novos dados DR1, 30 vezes maiores do que a pesquisa inicial e juntamente com os nossos algoritmos de IA melhorados, esperamos encontrar mais de 10 000 candidatos a lentes de alta qualidade. Isto é mais de quatro vezes o número de lentes que conseguimos encontrar desde que a primeira lente gravitacional foi descoberta há quase 50 anos.”

Esta mudança radical é possível graças a Euclides. A missão pode mapear grandes áreas do céu com uma nitidez única, uma combinação ideal para encontrar objetos raros, como fortes lentes gravitacionais.

“Mal podemos esperar para ver o que encontraremos neste conjunto de dados sem precedentes. Junte-se a nós no Space Warps para participar nesta emocionante pesquisa!” conclui Aprajita.

Sobre Euclides

Euclides foi lançado em julho de 2023 e começou seu observações científicas de rotina em 14 de fevereiro de 2024. O objetivo da missão é revelar a influência oculta da matéria escura e da energia escura no Universo visível. Durante um período de seis anos, o Euclid observará as formas, distâncias e movimentos de milhares de milhões de galáxias até 10 mil milhões de anos-luz.

Euclid é uma missão europeia, construída e operada pela ESA, com contribuições da NASA. O Consórcio Euclides – composto por mais de 2.000 cientistas de 300 institutos em 15 países europeus, EUA, Canadá e Japão – é responsável por fornecer os instrumentos científicos e a análise de dados científicos. A ESA selecionou a Thales Alenia Space como contratante principal para a construção do satélite e do seu módulo de serviço, tendo a Airbus Defence and Space sido escolhida para desenvolver o módulo de carga útil, incluindo o telescópio. A NASA forneceu os detectores do Espectrômetro e Fotômetro de Infravermelho Próximo, NISP. Euclides é uma missão de classe média do Programa Visão Cósmica da ESA.