Espaço

Supercâmera brasileira começa a construir maior mapa 3D do Universo

Redação do Site Inovação Tecnológica - 19/10/2023

Esta é a JPCam, instalada no telescópio JST250.
[Imagem: CEFCA]

Projeto J-PAS

O Observatório Astrofísico de Javalambre (OAJ), na Espanha, começou a coletar os primeiros dados do Projeto J-PAS (Javalambre Physics of the Accelerating Universe Astrophysical Survey).

O J-PAS é gerenciado por uma colaboração científica internacional com mais de 250 pesquisadores de 18 países. No Brasil, o esforço é coordenador por astrônomos e astrofísicos do Observatório Nacional (ON) e do Instituto de Astronomia da USP (IAG/USP).

O objetivo é mapear centenas de milhões de galáxias e estrelas, com o objetivo final de melhorar nossa compreensão do Universo, em particular do elemento desconhecido que causa a aceleração do Universo, hoje conhecida como energia escura.

O J-PAS fornecerá um mapeamento tridimensional sem precedentes usando o JST250 (Javalambre Survey Telescope), um telescópio de grande campo de visão, cobrindo de cada vez uma área celeste equivalente aproximadamente a 20 luas cheias. A câmera panorâmica JPCam, que contém mais de 1,2 bilhão de píxeis, é atualmente a segunda maior câmera astronômica do mundo, formada por um mosaico de 14 detectores CCDs de 9.200 por 9.200 píxeis cada um, sendo efetivamente os maiores CCDs do mundo.

O grande diferencial do J-PAS em relação a outros mapeamentos do Universo é o seu sistema fotométrico, que conta com 56 filtros exclusivos de baixa largura, que permitirão produzir foto-espectros de todos os objetos no campo de visão. Isto torna o conjunto JPCam/JST250 uma máquina perfeitamente adequada para mapear o Universo e medir distâncias extragalácticas com a precisão necessária para fins de estudos cosmológicos.

Os dados do J-PAS são comparados com os dados espectroscópicos disponíveis. A imagem de fundo é uma pequena região em uma das exposições da banda i J-PAS. As inserções apresentam espectros J para alguns objetos no campo.
[Imagem: CEFCA]

Supercâmera brasileira

A fabricação da JPCam foi primariamente de responsabilidade brasileira. O projeto, planejamento e desenvolvimento da supercâmera levou quase oito anos, dada sua complexidade única no mundo, com participação de técnicos, engenheiros e cientistas do ON, do IAG/USP, do Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE), no Brasil, e da CEFCA (Centro de Estudos de Física do Cosmos de Aragón) e do IAA (Instituto de Astrofísica de Andalucía) na Espanha.

As primeiras observações do J-PAS ocorrem após um criterioso processo de verificação, ajuste fino e otimização da JPCam no JST250. Esse processo de comissionamento atestou que o sistema JPCam-JST250 atende e até supera os requisitos técnico-científicos inicialmente previstos.

"O J-PAS ilustra bem o tempo entre a concepção de um projeto científico e seu início. Começamos a pensar no que viria a ser o J-PAS em 2009, e apenas 14 anos mais tarde ele começa a produzir os dados que queremos obter. Agora os dados coletados pelo telescópio vão nos ajudar a saciar nossa curiosidade científica, ajudando a responder inúmeras perguntas sobre o cosmos. E na verdade continuarão a fazer isso por muito tempo, representando mesmo um legado para as gerações futuras," comentou o professor Laerte Sodré, do IAG/USP.

"O JPCam é um protótipo, no sentido de que não há outra câmera como essa no mundo. Os 14 detectores CCD de grande formato que estão integrados no instrumento foram desenvolvidos especificamente para este projeto, bem como sua eletrônica de controle complexa e o próprio sistema de filtros J-PAS. Devido à sua complexidade tecnológica muito alta, a caracterização, validação e comissionamento final do JPCam foram um desafio que exigiu novos desenvolvimentos de engenharia durante a fase de comissionamento," contou Antonio Marín, do CEFCA.

Até agora, foram observados os primeiros 15 graus quadrados do mapeamento com os 56 filtros (equivalente a uma área de 60 luas cheias). Embora isso seja apenas o começo, os dados já incluem informações sobre um milhão de estrelas e galáxias. Devido ao amplo campo de visão do JST250, cada imagem da supercâmera ocupa aproximadamente 1 GB, e centenas de imagens podem ser capturadas a cada noite de observação. O grande volume de dados exigiu um centro de dados específico para o armazenamento, gerenciamento e calibração dos dados científicos.