O mapa mais detalhado de galáxias, buracos negros e estrelas já feito

Os seres humanos estudam as estrelas há milhares de anos, mas a astrofísica Juna Kollmeier está em uma missão especial: criar os mapas 3D mais detalhados do Universo já feitos. Viaje pelo cosmos enquanto ela compartilha o trabalho da equipe dela no Sloan Digital Sky Survey, formando imagens de milhões de estrelas, buracos negros e galáxias em detalhes sem precedentes. Se mantivermos o ritmo, diz ela, poderemos mapear todas as grandes galáxias do Universo observável até 2060. "Passamos da organização de conchas para a relatividade geral em alguns milhares de anos", diz ela. "Se esperarmos mais 40, poderemos mapear todas as galáxias."

Quando eu era criança,
tinha medo do escuro.

A escuridão é o lugar
onde ficam os monstros.

Eu tinha uma pequena luz noturna
fora do meu quarto

para que nunca ficasse escuro demais.

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

O que há lá fora, no "escuro-escuro"?

Acontece

que tentar entender a escuridão
é algo que fascina os seres humanos

há milhares de anos, talvez para sempre.

Sabemos disso

porque encontramos antigos vestígios
de suas tentativas de mapear o céu.

Esta presa de elefante
tem mais de 30 mil anos.

Algumas pessoas pensam
que é uma escultura de Orion

ou talvez um calendário.

Não sabemos.

O mapa estelar de Fuxi
tem mais de 6 mil anos

e é de uma tumba neolítica
da China antiga.

Aquela pequena pilha de conchas,

debaixo do pé do cara morto,
na parte central,

dizem que é o Grande Carro.

Talvez.

O disco de Nebra é incontroverso.

Você não precisa ser astrônomo para saber
que está observando as fases da Lua

ou o Sol no eclipse.

Aquele pequeno grupo de sete estrelas
são as Plêiades, as Sete Irmãs.

Mas, de qualquer forma, a questão é clara:

os astrônomos vêm mapeando
o céu há muito tempo.

Por quê?

É nosso cartão de visita

como espécie, na galáxia,

para descobrir as coisas.

Conhecemos nosso planeta,

curamos nossas doenças,

cozinhamos nosso alimento,

deixamos nosso planeta.

Mas não é fácil.

Compreender o Universo é uma batalha.

É implacável, variável no tempo,

e é algo em que estamos todos juntos.

É uma batalha na escuridão
contra as trevas.

É por isso que Orion tem armas.

De qualquer forma, se você
vai se envolver nessa batalha,

precisa conhecer o campo de batalha.

Em sua essência,

mapear o céu envolve
três elementos essenciais.

Há objetos que emitem luz,

há telescópios que a coletam,

e há instrumentos

que nos ajudam a entender
o que é essa luz.

Muitos de vocês mapearam
as fases da Lua ao longo do tempo

com os olhos, sendo eles
seu telescópio mais básico.

Vocês entenderam o significado
disso com o cérebro,

sendo ele um dos instrumentos
mais básicos que temos.

Se você e um amigo se juntassem,

passariam mais de 30 anos,

mapeariam mil estrelas
com extrema precisão.

Moveriam a linha de frente para a batalha.

É isso que Tycho Brahe e o amigo,
ou assistente dele, na verdade,

Johannes Kepler, fizeram nos anos 1600.

Eles moveram a linha,

descobriram como os planetas funcionavam

e moviam-se ao redor do Sol.

Mas somente cerca de 100 anos atrás

foi que percebemos

que o Universo é grande.

Parece que o Universo
é simplesmente infinito, é verdade,

mas o Universo observável é finito.

Isso significa que podemos
vencer a batalha.

Mas, se você for mapear o Universo,

não vai fazer isso com um ou dois
de seus melhores amigos.

O mapeamento do Universo
requer um exército,

um exército de artesãos
curiosos e criativos,

que, trabalhando juntos,
podem realizar o extraordinário.

Lidero esse exército
de pessoas criativas,

na quinta geração
do Sloan Digital Sky Survey, SDSS.

É assim que os astrônomos conseguiram
guiar a curiosidade individual

pela era industrial,

preservando a capacidade individual
de fazer descobertas,

mas colocando em prática um megamaquinário
para realmente avançar a fronteira.

No SDSS, dividimos o céu
em três mapeadores:

um para as estrelas,

um para os buracos negros

e um para as galáxias.

Minha pesquisa tem dois hemisférios,

5 ou 11 telescópios,
dependendo de como é contado,

10 espectrógrafos

e milhões de objetos.

É um monstro.

Vamos examinar os mapeadores.

A galáxia da Via Láctea
tem 250 bilhões mais ou menos,

algumas centenas de bilhões de estrelas.

Não é um número que se guarde na mente.

É um número que não faz
sentido prático a quase ninguém.

Não se ganha 250 bilhões de jujubas.

Não estamos nem perto de mapear
todas essas estrelas ainda.

Temos que escolher as mais interessantes.

No SDSS-V, estamos mapeando
6 milhões de estrelas,

cuja idade consideramos possível medir.

Porque, se podemos medir
a idade de uma estrela,

é como ter 6 milhões de relógios
espalhados por toda a Via Láctea.

Com essa informação,

podemos desvendar a história
e o registro fóssil de nossa galáxia

e aprender como ela se formou.

Vou começar a falar
sobre os aspectos importantes.

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

Por quê?

Porque eles são literal e simplesmente
a matemática encarnada, numa forma física,

que mal compreendemos.

É como o número zero sendo animado
e andando pelos corredores aqui.

Isso seria superestranho.

Esses são mais estranhos.

Não é como uma bola de basquete

achatada em um ponto pequeno,
superdensa e estranha.

Não, bolas de basquete achatadas
têm uma superfície.

Essas coisas não têm superfícies,
e sabemos disso agora.

Porque vimos isso.

Ou a falta disso.

É muito interessante

que podemos aprender muito
sobre buracos negros

estudando o material

à medida que passa por aquele ponto
sem retorno de informação.

Porque, naquele ponto,

está emitindo muitos raios X
e ondas ópticas, de UV e de rádio.

Podemos, na verdade, descobrir
como esses objetos crescem.

No SDSS, estamos analisando

mais de meio milhão
de buracos negros supermassivos,

para tentar entender como se formaram.

Como eu disse,

vivemos na Via Láctea.

Vocês todos sabem disso.

A Via Láctea é uma galáxia
completamente normal.

Não há nada divertido acontecendo.

Mas é nossa, o que é ótimo.

Achamos que a Via Láctea,
e todas as Via Lácteas,

têm um passado muito perturbador

de literalmente se separarem.

É como todo cara comum que você conhece

que viveu uma fase punk rock
na adolescência.

Isso é muito bizarro.

Estrelas estão explodindo nesses sistemas,

buracos negros estão crescendo
no centro deles

e emitindo uma quantidade
enorme de energia.

Como acontece essa transformação?

No SDSS, estamos indo
para o interior da fera

e ampliando bastante,

para analisar onde esses
processos estão ocorrendo

e entender como Sid Vicious
torna-se Ward Cleaver.

Meu arsenal.

Estes são meus dois grandes telescópios.

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

e o Observatório Las Campanas, no Chile,

abriga o telescópio du Pont de 2,5 m.

Dois metros e meio
é o tamanho de nosso espelho,

que era enorme para Tycho e Kepler,

mas, na verdade, não é tão grande hoje.

Há telescópios bem maiores por aí.

Porém, no SDSS, usamos novos instrumentos
nesses velhos telescópios

para torná-los interessantes.

Capturamos a luz de todos
esses objetos em nossa abertura,

e essa luz é então focada no plano focal,

em que nossos instrumentos
ficam e a processam.

A novidade no SDSS-V

é que estamos tornando o plano focal
totalmente robótico.

É isso mesmo: robôs.

(Risos)

Vou mostrá-los a vocês,

mas eles são ferozes e aterrorizantes,

e quero que todos vocês respirem fundo.

(Expiração) Aviso de disparo.

Sem desculpas para todos
os Blade Runners entre vocês,

aqui estão eles.

(Risos)

Tenho mil deles,

500 no plano focal de cada
telescópio em cada hemisfério.

É assim que eles se movem no céu.

Estes são nossos objetos
e um campo de estrelas.

Temos estrelas, galáxias, buracos negros.

Nossos robôs se movem para esses
objetos quando passamos por eles

para capturar a luz

daquelas estrelas, galáxias
e buracos negros, e sim,

é estranho capturar luz de buraco negro,

mas já falamos que
buracos negros são estranhos.

Mais uma coisa.

As estrelas estão explodindo o tempo todo,

como esta, em 1987,
em nosso quintal cósmico.

Buracos negros estão
crescendo o tempo todo.

Há um céu novo todas as noites.

Isso significa que não podemos
simplesmente mapear o céu uma vez.

Temos que mapear o céu várias vezes.

No SDSS-V, vamos voltar
a cada parte do céu várias vezes

para ver como esses objetos
mudam com o tempo.

Porque essas mudanças no tempo
codificam a física

e como esses objetos
estão crescendo e mudando.

Cortar o céu.

Tudo bem, deixem-me recapitular.

Pesquisa global, dois hemisférios,

cinco telescópios, dez espectrógrafos,
milhões de objetos, cortar o céu,

exército criativo, robôs, sim.

Vocês estão pensando: "Uau.

Ela deve ter essa máquina
industrial funcionando,

sem espaço para o gênio sedutor,
individual, curioso, solitário", não é?

Vocês estariam 100% enganados.

Conheçam Hanny's Voorwerp.

Hanny van Arkel era professora
de escola holandesa

que estava analisando as versões
públicas dos dados do SDSS,

quando descobriu este tipo
de objeto incrivelmente raro,

que agora é assunto de grande estudo.

Ela conseguiu fazer isso

porque o SDSS, desde o início
e por autorização da Sloan Foundation,

tornou seus dados disponíveis publicamente

e utilizáveis para uma ampla
gama de pessoas.

Ela é cidadã... sim, aplaudam isso.

Batam palmas.

(Aplausos)

Hanny é cientista-cidadã,

ou, como gosto de chamar:

"guerreira-cidadã".

Ela mostra que você não precisa ser
um astrofísico de nível superior

para participar.

Você só tem que ser curioso.

Há alguns anos,

meu filho de quatro anos perguntou:

"As luas podem ter luas?"

Comecei a responder a essa pergunta

porque, apesar de muitas crianças
de quatro anos de idade, todo o tempo,

terem feito provavelmente essa pergunta,

muitos especialistas, inclusive eu,
não sabiam a resposta.

Estas são as luas de nosso sistema solar
que podem hospedar subluas hipotéticas.

Isso só serve para mostrar a vocês
que há muitas questões básicas

que ainda precisam ser entendidas.

Isso me leva à questão
mais importante sobre o SDSS.

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

tudo isso é superlegal.

Mas o mais legal de tudo

é que as criaturas minúsculas
em uma pilha de escombros

em torno de uma estrela totalmente comum
em uma galáxia totalmente comum

podem ganhar a batalha
para entender o mundo delas.

Cada ponto, neste vídeo,

é uma galáxia.

Cada ponto.

(Vivas) (Aplausos)

Este é o número de galáxias

que os astrônomos mapearam
em grandes pesquisas desde 1980.

Vocês podem ver o SDSS em torno do Y2K.

Se permanecermos nessa linha,

mapearemos todas as grandes galáxias
do Universo observável até 2060.

Pensem nisso.

Passamos da organização de conchas

para a relatividade geral e para o SDSS
em alguns milhares de anos,

e, se esperarmos mais 40,

poderemos mapear todas as galáxias.

Mas temos que ficar na linha.

Será essa a nossa escolha?

Existem forças obscuras neste mundo

que irão roubar toda a nossa espécie

de nosso direito
de entender nosso Universo.

Não tenham medo do escuro.

Defendam-se.

Juntem-se a nós.

Obrigada.

(Aplausos) (Vivas)