O mapa das galáxias, dos buracos negros e das estrelas mais pormenorizado de sempre

Há milhares de anos que os seres humanos estudam as estrelas, mas a astrofísica Juna Kollmeier tem uma missão muito especial: criar os os mais pormenorizados mapas em 3D do universo, que já foram feitos. Uma viagem através do cosmos graças ao relato do trabalho da sua equipa ao serviço do projeto Sloan Digital Sky Survey (SDSS), que cartografa milhões de estrelas, buracos negros e galáxias com um nível de pormenor sem precedente. Se continuarmos a este ritmo, diz ela, podemos cartografar todas as grandes galáxias do universo observável até 2060: "Passámos das representações do céu com a ajuda de conchas para a relatividade geral em poucos milhares de anos. Bastam-nos mais 40 anos para poder cartografar todas as galáxias."

Quando eu era criança,
tinha medo do escuro.

É no escuro que estão os monstros.

Eu tinha uma pequena luz noturna
fora do meu quarto

e, por isso, nunca estava muito escuro.

Com o tempo, o meu medo do escuro
transformou-se em curiosidade.

O que há lá fora no "escuro-escuro"?

O que acontece

é que a tentativa de entender a escuridão
é uma coisa que fascina a humanidade

há milhares de anos, talvez desde sempre.

Nós sabemos isso

porque encontramos relíquias antigas
das suas tentativas de cartografar o céu.

Este dente de elefante
tem mais de 30 mil anos.

Algumas pessoas pensam
que é uma escultura de Órion.

ou então um calendário.

Não sabemos.

O mapa das estrelas de Fuxi
tem mais de seis mil anos,

e pertence a um túmulo neolítico
da China antiga.

E aquela pequena pilha de conchas

por baixo dos pés do morto, no meio,

supostamente representa a Ursa Maior.

Talvez seja.

O Disco de Nebra não tem discussão.

Não precisamos de ser astrónomos
para perceber que são as fases da Lua

ou um eclipse do Sol.

E este grupo de sete estrelas
são as Plêiades, as Sete Irmãs.

Em qualquer destes casos,
torna-se evidente:

os astrónomos cartografam
o céu há muito tempo.

Porquê?

É o nosso cartão de visita,
enquanto espécie, na galáxia:

"Aquele que procura entender as coisas".

Nós conhecemos o nosso planeta;

nós curamos doenças;

nós cozinhamos a nossa comida;

nós saímos do nosso planeta.

Mas não é fácil.

Compreender o universo é uma batalha.

É implacável, varia com o tempo

e é onde estamos todos juntos.

É uma batalha no escuro contra o escuro.

É por isso que Órion tem armas.

De qualquer forma,
se vamos entrar nesta batalha,

precisamos de conhecer o campo de batalha.

Então, na sua essência,

cartografar o céu envolve
três elementos principais.

Temos objetos que emitem luz,

temos telescópios que recebem essa luz,

e temos instrumentos

que nos ajudam a perceber essa luz.

Muitos de nós cartografámos
as fases da Lua ao longo do tempo

com os olhos — os olhos
que são o nosso primeiro telescópio.

E percebemos como isso funciona,
usando o cérebro

— o cérebro que é
um dos principais instrumentos.

Mas, se nos juntássemos a um amigo,

e gastássemos mais de 30 anos,

a cartografar mil estrelas
de forma muito rigorosa,

deslocaríamos a linha da frente
desta batalha.

E foi isso que Tycho Brahe e o seu amigo,
ou melhor, o seu assistente,

Johannes Kepler fizeram
no início do século XVII.

Alteraram a linha da frente,

descobriram como funcionam os planetas,

como eles giram em volta do Sol.

Mas foi apenas há 100 anos

que percebemos

que o universo é enorme.

Parece que o universo
é simplesmente infinito, e é mesmo,

mas o universo observável é finito.

O que significa que podemos
ganhar a batalha.

Mas se quisermos cartografar o universo,

não vamos fazer isso com um ou dois
dos nossos melhores amigos.

Para cartografar o universo,
é preciso um exército,

um exército de pessoas curiosas,
criativas, habilidosas,

que, trabalhando em conjunto,
podem realizar o extraordinário.

Eu chefio esse exército
de pessoas criativas

para a quinta geração, a geração
do Sloan Digital Sky Survey, SDSS.

É assim que os astrónomos conseguiram
orientar a sua curiosidade individual

durante a era industrial,

preservando a competência individual
para fazer descobertas,

mas utilizando máquinas poderosas
para fazer avançar a fronteira.

No SDSS, dividimos o céu
em três grupos de cartografia:

um para as estrelas,
um para os buracos negros

e um para as galáxias.

O meu estudo tem dois hemisférios,

cinco telescópios, ou 11,
dependendo de como os contarmos,

dez espetrógrafos

e milhões de objetos.

É monstruoso.

Vamos falar dos sistemas de cartografia.

A galáxia da Via Láctea engloba

cerca de 250 mil milhões de estrelas,
mais centena, menos centena.

Não é um número
que consigamos visualizar.

É um número que
não tem sentido prático

praticamente para ninguém.

Nunca pegamos em 250 mil milhões
de rebuçados. Percebem?

Estamos muito longe
de cartografar todas as estrelas,

por isso, temos de escolher
as mais interessantes,

No SDSS-V, estamos a cartografar
seis milhões de estrelas

e pensamos ser possível
medir a idade delas.

Se medirmos a idade
de cada uma dessas estrelas

é como ter seis milhões de relógios
espalhados pela Via Láctea.

Com essa informação,

podemos desvendar a história
e o registo fóssil da nossa galáxia

e perceber como ela se formou.

Vou passar diretamente para os factos.

Os buracos negros estão entre
os objetos mais intrigantes do universo.

Porquê?

Porque são literalmente
uma encarnação matemática,

com uma forma física,
que quase não entendemos.

É como se o número zero fosse animado
e andasse a passear aqui pelos corredores.

Seria super esquisito.

Eles ainda são mais esquisitos.

Não é como uma bola de basquetebol

que comprimamos até ficar num ponto,
super denso e esquisito.

Não, as bolas de basquetebol comprimidas
têm uma superfície.

Estas coisas não têm superfícies,
sabemos isso agora.

Porque já as vimos.

Ou vimos a falta delas.

O que é muito interessante
nos buracos negros

é que podemos aprender imenso
sobre eles, estudando o material

quando ele passa por esse ponto,
de não retorno da informação.

Porque, nesse ponto,

está a emitir muitos raios X
e ondas óticas e ultravioletas e de rádio.

Podemos aprender
como crescem esses objetos.

No SDSS, estamos a observar meio milhão
de buracos negros super maciços

para tentar perceber como se formaram.

Tal como já disse,

vivemos na Via Láctea,
todos vocês sabem isso.

A Via Láctea é uma galáxia
perfeitamente vulgar.

Não se passa nada de surpreendente.

Mas é nossa, o que é ótimo.

Pensamos que a Via Láctea
e todas as vias lácteas

têm este passado perturbador

de terem nascido de uma explosão.

É como se todos os tipos vulgares
que conhecemos

tivessem uma história
de adolescente "punk rock".

É muito bizarro.

As estrelas explodem nestes sistemas,

os buracos negros estão
a crescer no centro

e emitem uma quantidade
fenomenal de energia.

Como é que isso acontece,
como é que acontece esta transformação?

No SDSS, entramos nas tripas do animal

e ampliamos o seu interior,

para observar estes processos
onde eles ocorrem

a fim de perceber como um "punk"
se transforma num clássico pai de família.

O meu arsenal.

Estes são os meus
dois grandes telescópios.

O Observatório de Apache Point
alberga o telescópio Sloan, no Novo México

e o Observatório Las Campanas, no Chile,

alberga o telescópio du Pont,
de dois metros e meio.

Dois metros e meio
é o tamanho do nosso espelho

que seria enorme para Tycho e Kepler.

Mas, atualmente, não é lá muito grande.

Já há telescópios maiores.

Mas no SDSS usamos instrumentos novos
nestes telescópios antigos

para os tornarmos interessantes.

Captamos a luz de todos esses objetos
na nossa abertura

e essa luz é depois dirigida
para o plano focal,

onde os nossos instrumentos
processam essa luz.

O que é novo no SDSS-V

é que estamos a tornar o plano focal
totalmente robótico.

É isso mesmo: robôs.

(Risos)

Vou mostrá-los,

mas são ferozes e aterradores

e quero que respirem fundo.

Estou a avisar.

Sem quaisquer desculpas
aos Blade Runners no meio de nós,

cá estão eles.

(Risos)

Tenho mil iguais a estes,

500 no plano focal de cada telescópio
em cada hemisfério.

É assim que eles se movimentam no céu.

Estes são os nossos objetos
e um campo de estrelas

portanto, temos estrelas,
galáxias, buracos negros.

Os nossos robôs movem-se
para esses objetos, quando os sobrevoamos

para captarem a luz dessas estrelas,
dessas galáxias e desses buracos negros.

E, sim, é bizarro captar a luz
de um buraco negro

mas já constatámos
que os buracos negros são bizarros.

Mais uma coisa.

As estrelas estão sempre a explodir,

como esta aqui, em 1987,
no nosso quintal cósmico.

Os buracos negros estão sempre a aumentar.

Todas as noites o céu é diferente.

O que significa que não podemos
cartografar o céu uma só vez.

Temos de cartografar o céu
inúmeras vezes.

No SDSS-V, voltamos imensas vezes
a cada parte do céu

para ver como esses objetos
alteram ao longo do tempo.

Porque essas alterações no tempo
codificam a física

e codificam a forma como estes objetos
estão a aumentar e a mudar.

Passamos o céu a pente fino.

OK, vou recapitular.

Um estudo global, dois hemisférios,

cinco telescópios, 10 espetrógrafos,
milhões de objetos,

passamos o céu a pente fino,

um exército criativo, robôs.

Devem estar a pensar:

"Uau. Ela tem uma máquina
industrial em funcionamento.

"Não há espaço para o génio individual,
curioso, tipo lobo solitário."

Estão 100% enganados.

Apresento-vos o Voorwerp de Hanny.

Hanny van Arkel era
uma professora holandesa

que analisava as versões públicas
dos dados do SDSS,

quando descobriu este tipo de objeto
extremamente raro,

que é hoje um importante tema de estudo.

Conseguiu isso

porque o SDSS, desde o início,
e por mandato da Fundação Sloan,

tornou disponíveis publicamente
as suas informações

e utilizáveis para uma ampla gama
de audiências.

Ela é uma cidadã — sim, aplaudam-na.

Aplaudam-na por isso.

(Aplausos)

Hanny é uma cidadã cientista

ou, como eu gosto de lhes chamar,

"cidadãos guerreiros".

Prova que não é preciso ser
um astrofísico de ponta para participar.

Basta serem curiosos.

Há uns anos, o meu filho
de quatro anos, perguntou:

"As luas podem ter luas?"

Dispus-me a responder a esta pergunta

porque, apesar de muitas crianças
de quatro anos, provavelmente,

tenham feito sempre esta pergunta,

muitos especialistas, eu própria incluída,
não sabiam qual a resposta.

Estas são as luas no nosso sistema solar
que podem albergar hipotéticas subluas.

E isto serve para vos mostrar
que há muitas questões básicas

que ainda estão por compreender.

Isto leva-me ao ponto
mais importante do SDSS.

Porque as estrelas, as galáxias,
os buracos negros, os robôs,

tudo isto é super fixe.

Mas a coisa mais fixe de todas

é que criaturas minúsculas
num monte de entulho

em volta de uma estrela vulgar
numa galáxia perfeitamente vulgar

pode ganhar a batalha
de compreender o seu mundo.

Cada ponto neste vídeo é uma galáxia.

Cada ponto.

(Aplausos)

Estou a mostrar aqui o número de galáxias

que os astrónomos cartografaram
em grandes estudos, a partir de 1980.

Distinguimos o lançamento do SDSS
por volta do ano 2000.

Se nos mantivermos nesta linha,

teremos cartografado

todas as grandes galáxias
no universo observável, em 2060.

Pensem nisso.

Pensem isto: passámos
de organizar conchas

para a relatividade geral, para o SDSS,
em poucos milhares de anos

— e se continuarmos
durante mais 40 anos,

podemos mapear todas as galáxias.

Mas temos de nos manter em linha.

Será essa a nossa opção?

Há forças obscuras neste mundo

que privarão a nossa espécie
do direito de compreender o universo.

Não tenham medo do escuro.

Lutem contra isso.

Juntem-se a nós.

Obrigada.

(Aplausos)