Euclid encontrou em um ano mais lentes cósmicas do que todas as buscas anteriores juntas

O telescópio espacial Euclid, da Europa, encontrou mais lentes gravitacionais fortes em cerca de um ano de mapeamento do céu do que todas as buscas anteriores combinadas. Seu primeiro grande lançamento de dados, publicado pela Agência Espacial Europeia, contém aproximadamente quinze mil candidatos a lente de alta confiança. Em cada um, a gravidade de uma galáxia em primeiro plano curva a luz de uma galáxia mais distante, formando arcos, anéis ou imagens duplicadas.

Isso é importante porque uma lente funciona como uma balança. A quantidade de curvatura mostra quanta massa está na galáxia em primeiro plano, incluindo a matéria escura que nenhum telescópio consegue ver diretamente. Até agora, os astrônomos estudavam esses sistemas um achado raro de cada vez. Com um catálogo tão grande, eles podem estudá-los como uma população, e o mesmo lançamento adiciona mais de novecentos milhões de galáxias ao trabalho mais amplo de mapeamento do universo escuro.

O lançamento, chamado DR1-Foundation, cobre cerca de 1.900 graus quadrados do céu, uma área aproximadamente 9.500 vezes maior que a da Lua cheia. Ele contém mais de um bilhão de objetos catalogados, mais de 60 milhões de candidatos a quasar, espectros de mais de 160 milhões de fontes e cerca de 1,7 milhão de gigabytes de dados. Também cobre apenas 14% da área que o Euclid está programado para examinar.

“O lensamento forte fornece uma visão única do Universo escuro, permitindo-nos ‘pesar’ galáxias individuais, incluindo sua matéria escura invisível, e explorar como o Universo está se expandindo”, disse Natalie Lines, da Universidade de Portsmouth, membro do Consórcio Euclid e primeira autora do artigo do catálogo de lentes.

Como o Euclid selecionou 15.000 lentes entre 900 milhões de galáxias

Lentes são raras. Apenas cerca de uma galáxia em vários milhares se alinha com uma fonte de fundo com proximidade suficiente para atuar como tal, e muitas imagens lensadas são pequenas demais para serem resolvidas através da turbulência da atmosfera terrestre. O Euclid observa do espaço com um espelho de 1,2 metro e dois instrumentos: VIS, uma câmera de luz visível que produz imagens nítidas, e NISP, que tira imagens no infravermelho próximo e divide a luz em espectros.

A busca começou com as cerca de 900 milhões de fontes no lançamento e manteve as 68 milhões que passaram por um primeiro corte no catálogo. Cinco modelos de aprendizado de máquina pontuaram esses objetos. Os mais promissores foram para cerca de 7.000 cientistas cidadãos no projeto Space Warps, hospedado na plataforma Zooniverse, que fizeram mais de 4,5 milhões de classificações de 300.000 objetos. Por fim, 67 especialistas em lensamento inspecionaram mais de 30.000 sistemas e os classificaram.

As classificações importam. Dos 15.072 candidatos de alta confiança, 6.073 são grau A, que a equipe rotula como “lente certeira”, e 8.999 são grau B, rotulados como “lente provável”. Outros 9.010 sistemas de grau C, “possíveis”, são publicados separadamente. O software então tentou reproduzir cada sistema de grau A e B com um modelo de lente e, para mais de 9.500 lentes, a equipe estimou distâncias e as propriedades físicas da galáxia em primeiro plano.

A maioria dessas galáxias em primeiro plano é massiva e não forma mais novas estrelas. Elas estão a um redshift típico de 0,68, uma medida de quanto a expansão do universo esticou sua luz, o que é mais distante do que amostras anteriores de lentes obtidas por telescópios terrestres.

De achados raros a um censo de milhares

A primeira lente forte, um quasar que aparecia duas vezes no céu, foi identificada há quase 50 anos. Desde então, os maiores levantamentos terrestres, que juntos cobrem a maior parte do céu visível da Terra, haviam encontrado cerca de 3.000 lentes desse tipo galáxia-atrás-de-galáxia, segundo o Consórcio Euclid. Os 15.072 candidatos de alta confiança do Euclid superam todos os catálogos anteriores combinados.

Cada um deles foi encontrado com o mesmo telescópio e o mesmo método. Quando as lentes vêm de muitos levantamentos e métodos de seleção diferentes, são difíceis de comparar. Uma amostra uniforme permite que os pesquisadores façam perguntas estatísticas, como como a matéria escura ao redor de galáxias massivas muda de uma galáxia para outra, que algumas centenas de sistemas incompatíveis não conseguem responder.

A escala da cobertura do céu também é nova. A área neste lançamento é cerca de dez vezes mais céu do que o Telescópio Espacial Hubble observou em 35 anos, de acordo com o consórcio. Lançamentos anteriores do Euclid continham alguns dias de observações em cerca de 60 graus quadrados. Valeria Pettorino, cientista do projeto Euclid da ESA, descreveu o salto como “uma mudança de escala”.

O catálogo também contém tipos raros que costumavam ser descobertas únicas. Ele lista 84 candidatos a lentes de duplo plano de fonte, nas quais uma galáxia em primeiro plano lenteia duas galáxias de fundo a distâncias diferentes, mais de 1.000 candidatos a lentes formadas por galáxias disco, e várias centenas de quasares lensados e núcleos ativos de galáxias. Antes do Euclid, as duas primeiras classes tinham poucos exemplos conhecidos.

O lançamento contém mais do que lentes

Outros artigos publicados com os dados mostram seu alcance. Uma equipe resolveu 15 sistemas estelares fracos em estrelas individuais pela primeira vez, cinco delas novas descobertas. Uma das novas, Ursa Minor II, está a cerca de 65.000 anos-luz de distância, no halo da Via Láctea, e contém apenas cerca de 40 vezes a massa do Sol em estrelas, o que a torna um dos sistemas estelares menos luminosos conhecidos.

Um segundo estudo mediu as formas de mais de 40 milhões de galáxias formadoras de estrelas, uma amostra 440 a 52.800 vezes maior do que estudos comparáveis com o Telescópio Espacial James Webb. Entre galáxias de menor massa, confirmou que galáxias alongadas, em forma de charuto, tornam-se mais raras à medida que o universo envelhece, enquanto discos achatados dominam.

O que o DR1-Foundation não resolve

O principal objetivo do Euclid é medir a energia escura, a causa inexplicada da expansão acelerada do universo, e mapear a matéria escura ao longo da história cósmica. Este lançamento ainda não faz isso. As medições necessárias para a cosmologia, incluindo mapas de lensamento fraco e aglomerados de galáxias, ainda estão em produção e chegarão com o lançamento completo dos primeiros dados.

As próprias lentes ainda são candidatas. Apenas os sistemas de grau A são classificados como certeiros, e a equipe de descoberta escreve que a classificação por especialistas continua subjetiva, por isso corrigiu os vieses de inspetores individuais. A busca também perdeu algumas lentes reais. A equipe estima que encontrou cerca de 73% dos sistemas definitivos na área, com o restante provavelmente mais fraco ou mais ambíguo. Confirmar sistemas individuais exigirá observações de acompanhamento, incluindo espectros.

Os artigos científicos são pré-impressões. Os oito artigos científicos e 18 artigos técnicos lançados com os dados são destinados a uma edição especial da revista Astronomy & Astrophysics e ainda não passaram pela revisão por pares.

A cobertura do céu também é parcial. Com 14% do levantamento planejado, a amostra pode não representar todo o céu, e cientistas do consórcio encontraram algumas regiões cuja qualidade dos dados difere do restante enquanto verificavam o processamento.

“Isso é apenas 14% do que o Euclid pretende entregar, mas já podemos ver que as promessas feitas há mais de dez anos sobre a amplitude dos empreendimentos científicos que o Euclid apoiaria estão começando a se concretizar”, disse Marc Sauvage, astrofísico da Comissão de Energias Alternativas e Energia Atômica da França (CEA) e líder do Consórcio Euclid.

Perguntas sobre o primeiro lançamento de dados do Euclid

O que está no lançamento DR1-Foundation do Euclid?

Cerca de 13 meses de observações cobrindo 1.900 graus quadrados do céu: aproximadamente 10.000 imagens científicas, catálogos de mais de um bilhão de objetos, incluindo mais de 900 milhões de galáxias, espectros de mais de 160 milhões de fontes, cerca de 15.000 candidatos a lentes fortes e mais de 60 milhões de candidatos a quasar. No total, equivale a cerca de 1,7 milhão de gigabytes.

O que é uma lente gravitacional forte?

Ela se forma quando uma galáxia massiva em primeiro plano curva a luz de uma galáxia muito atrás dela, de modo que a galáxia de fundo aparece como arcos, um anel ou várias cópias. A quantidade de curvatura revela a massa total da galáxia em primeiro plano, incluindo sua matéria escura, e a ampliação permite que os astrônomos estudem galáxias de fundo que, de outra forma, seriam muito fracas.

Quantas galáxias o Euclid mapeou até agora?

Mais de 900 milhões de galáxias estão catalogadas neste lançamento, que cobre cerca de 14% da área planejada do levantamento. A ESA espera que a missão completa catalogue cerca de 1,5 bilhão de galáxias.

Qualquer pessoa pode usar os dados do Euclid?

Sim. A ESA tornou o lançamento público e o hospeda em sua plataforma Euclid Data Space, onde os usuários podem explorar, visualizar e analisar as imagens, catálogos e espectros sem baixá-los.

Quando o Euclid medirá a energia escura?

Não com este lançamento. A ESA e o Consórcio Euclid planejam os primeiros resultados de cosmologia, baseados em lensamento fraco e aglomerados de galáxias, para o lançamento completo dos primeiros dados em meados de 2027.

Resultados de cosmologia são esperados para meados de 2027

O Euclid foi lançado em julho de 2023 e começou o trabalho de levantamento rotineiro em 14 de fevereiro de 2024. As observações neste lançamento foram coletadas entre a primavera de 2024 e a primavera de 2025, e a ESA as publicou em 12 de novembro de 2026. O DR1 completo, com os primeiros resultados de cosmologia, está previsto para meados de 2027, e o DR2, com cerca de três vezes mais céu, está planejado para 2029.

A primeira lente forte, o Quasar Gêmeo, foi identificada em 1979. Ao final de seu levantamento de seis anos, espera-se que o Euclid encontre mais de 100.000 candidatos a lente de alta confiança, cada um uma balança natural para pesar a matéria escura de uma galáxia.

Referência: Euclid Collaboration: Lines et al., “Euclid Data Release 1 (DR1). Euclid Lens Identification Pipeline and Scientific Exploration (ECLIPSE) A: Strong lens catalogue overview,” submitted to Astronomy & Astrophysics, 2026. arXiv:2611.15883. DOI: 10.48550/arXiv.2611.15883

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