A missão ARRAKIHS, com participação do Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço, vai permitir à Europa liderar a exploração do Universo de baixo brilho superficial
A Agência Espacial Europeia (ESA) adotou ontem oficialmente a missão espacial ARRAKIHS como a segunda missão científica da classe FAST (F2), confirmando a data de lançamento prevista para 2030. A decisão assinala o início da próxima fase da missão, durante a qual serão construídos o satélite e a sua instrumentação. O consórcio internacional desta missão conta com a participação do Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço (IA1), com Polychronis Papaderos (IA & UPorto) como Coordenador Nacional da ARRAKIHS.
A adoção da ESA segue-se à conclusão bem-sucedida dos principais marcos de conceito preliminar, incluindo a Revisão Preliminar de Projeto (PDR) do instrumento e a entrega do “Red Book”, o relatório de estudo de definição que descreve a implementação científica, técnica e programática da ARRAKIHS.
Revelar o Universo de baixo brilho
A missão ARRAKIHS (Analysis of Resolved Remnants of Accreted galaxies as a Key Instrument for Halo Surveys, ou análise de remanescentes resolvidos de galáxias acrecionadas como instrumento-chave para estudos do halo) foi concebida para fornecer novas perspetivas sobre uma das principais questões em aberto na astrofísica moderna: como se formam e evoluem as galáxias no âmbito do Modelo Padrão da Cosmologia2.
Os halos estelares difusos de baixo brilho superficial, em torno de galáxias como a Via Láctea, preservam informação crucial sobre a formação e evolução galáctica, revelando os efeitos combinados da matéria escura, fusões galácticas e outros processos que moldam as galáxias ao longo da história do Universo.
“Muitas destas estruturas são extremamente ténues e difíceis de estudar de forma sistemática com as observações existentes”, explica a coordenadora científica da missão, Rebekka Coles-Bieri (U. Zurique).
Desta forma, a ARRAKIHS abrirá uma nova janela observacional sobre o ainda pouco explorado Universo de baixo brilho superficial, permitindo o estudo de componentes estelares dos halos galácticos até agora ocultos.
Uma colaboração internacional
A missão está a ser desenvolvida através de uma colaboração entre a ESA e o Consórcio da Missão ARRAKIHS (AMC), liderado pelo Prof. Rafael Guzmán, do Instituto de Física da Cantábria (IFCA, CSIC–UC).
O consórcio inclui mais de 250 cientistas e engenheiros de sete Estados-membros da ESA, liderados por Espanha, incluindo Áustria, Bélgica, Noruega, Portugal, Suécia e Suíça, juntamente com contribuições adicionais de instituições e empresas do Reino Unido, França, Dinamarca, Países Baixos, Estados Unidos, Taiwan e Tailândia.
Portugal irá desempenhar um papel de destaque nesta missão, em várias áreas essenciais para o seu sucesso científico. Da participação nacional destaca-se o cargo de investigador responsável pelas Operações dos Instrumentos e Centro de Dados Científicos (Instrument Operations and Science Data Center – IOSDC), um papel de liderança fundamental no âmbito da missão. As equipas portuguesas ainda irão desenvolver software fundamental, que será integrado no pipeline de processamento de dados da ARRAKIHS.
Estas atividades não só vão maximizar o retorno científico da missão, como também irão consolidar as competências nacionais em tecnologias avançadas de processamento de imagem, desenvolvimento de software científico e análise de “big data”.
Portugal é ainda responsável pelo desenvolvimento e fabrico do Isolamento Multicamadas (Multi-Layer Insulation – MLI) do telescópio espacial, um subsistema crítico que protege o satélite do ambiente térmico extremo do espaço e garante a estabilidade necessária para observações de elevada sensibilidade.
Para Polychronis Papaderos, líder da equipa “A história da formação de galáxias resolvida no espaço e no tempo” do IA: “a missão vai-nos ajudar a estudar os ténues halos estelares que rodeiam as galáxias, com um nível de sensibilidade sem precedentes. Isto irá abrir uma nova janela para percebermos os processos que moldaram as galáxias ao longo de milhares de milhões de anos. Ao revelar as assinaturas fósseis de fusões e interações passadas, a missão dar-nos-á um vislumbre fundamental sobre a forma como as galáxias acumularam a sua massa ao longo da história do Universo.”
De conceito a missão adotada
Nos últimos anos, o consórcio internacional ARRAKIHS transformou um conceito científico altamente ambicioso numa missão espacial plenamente estabelecida no Programa Científico da ESA. Este progresso foi sustentado por importantes avanços científicos e tecnológicos, incluindo o desenvolvimento de novas simulações cosmológicas de alta resolução e modelos de galáxias, o design de subsistemas essenciais do instrumento de voo, o desenvolvimento inicial da infraestrutura terrestre para dados científicos e sistemas de análise de dados, e a operação de uma câmara demonstradora instalada no Observatório Astrofísico de Javalambre, bem como a aquisição de observações cada vez mais profundas que reforçam o caso científico da missão.
O IA tem um papel ativo em diversas missões atuais e futuras da ESA, reforçando não só a presença da ciência, como da indústria aeroespacial portuguesa nesta instituição pan-europeia. “A participação de Portugal na missão ARRAKIHS coloca o país na linha da frente de uma das missões de astrofísica mais ambiciosas da ESA. Para além do seu impacto científico, o projeto criará oportunidades de formação para jovens investigadores, reforçará a colaboração internacional e contribuirá para o desenvolvimento de tecnologias espaciais avançadas e de competências em ciência de dados em Portugal.”, conclui.
Com a sua adoção oficial pela ESA, a ARRAKIHS entra agora na fase de construção em preparação para o seu lançamento em 2030.
Notas
- O Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço (IA) é a instituição de referência na área em Portugal, integrando investigadores da Universidade de Lisboa, Universidade de Coimbra e Universidade do Porto, e englobando a maioria da produção científica nacional na área. Foi avaliado como “Excelente” na última avaliação de unidades de investigação e desenvolvimento organizada pela Fundação para a Ciência e a Tecnologia (FCT). A atividade do IA é financiada por fundos nacionais e internacionais, incluindo pela FCT/MCES (UID/04434/2025
- O Modelo Padrão da Cosmologia, também conhecido como modelo ΛCDM (Lambda Cold Dark Matter), é o quadro teórico mais aceite para descrever a origem, composição e evolução do Universo. Baseia-se na teoria da relatividade geral e assume que o Universo é, em grande escala, homogéneo e isotrópico (igual em todas as direções). Segundo este modelo, o Universo teve início há cerca de 13,8 mil milhões de anos com o Big Bang e tem vindo a expandir-se desde então. Neste modelo, apenas cerca de 5% corresponde à matéria “normal” – a composição do Universo é dominada por componentes invisíveis: cerca de 68% de energia escura (Λ), responsável pela expansão acelerada, e 27% de matéria escura fria (CDM), que influencia a formação de estruturas como galáxias. O modelo ΛCDM consegue explicar com grande sucesso observações como a radiação cósmica de fundo, a distribuição de galáxias e a expansão do Universo.
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