Telescópio Espacial Euclid revela múltiplas descobertas

Imagem artística do telescópio espacial Euclid no espaço. (Crédito: ESA)

Com apenas 0,45% do rastreio nominal da missão espacial Euclid1 (ESA) completado, o Consórcio Euclid2, do qual fazem parte vários investigadores do Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço (IA3), obteve múltiplos resultados científicos entusiasmantes. Estes são descritos em 34 artigos científicos publicados hoje e incluem, por exemplo, a descoberta de lentes gravitacionais ,a exploração de enxames de galáxias e da teia cósmica, a caracterização de núcleos galácticos ativos (AGN) e quasares, estudos sobre a evolução e morfologia das galáxias,  ou a identificação de numerosas galáxias anãs e transientes.

Detalhe do mosaico do céu austral, observado pelo telescópio espacial Euclid em outobro de 2024. (Crédito: ESA/Euclid/Euclid Consortium/NASA, CEA Paris-Saclay, processamento de imagem por J.-C. Cuillandre, E. Bertin, G. Anselmi)

Após uma primeira publicação de resultados e dados iniciais, em maio de 2024, o progresso do Consórcio é agora demonstrado através de um segundo conjunto de publicações do Euclid, baseadas em novos dados denominados “Quick release 1” (Q1) onde foram detectado 30 milhões de objectos celestes. Estes ilustram o que será amplamente analisado pelos cientistas do Consórcio Euclid, para mapear a estrutura em grande escala do Universo ao longo do tempo cósmico e investigar a natureza da matéria escura e da energia escura nos próximos anos. 

Através de avançadas técnicas de inteligência artificial, os investigadores do IA têm-se dedicado à identificação e classificação de diferentes tipos de galáxias observadas pelo Euclid. Entre elas, destacam-se galáxias quiescentes (galáxias que já não formam estrelas), núcleos ativos de galáxias (com buracos negros supermassivos no seu centro) e galáxias com lente gravitacional (cuja luz é desviada por outros objetos massivos, funcionando como uma lente cósmica).

A quantidade de dados que está a ser obtida com o telescópio Euclid não só abre caminho a novas descobertas científicas, como apresenta desafios tecnológicos. Pedro Cunha (IA & Faculdade de Ciências da Universidade do Porto) explica: “Numa sociedade em constante inovação, onde a inteligência artificial é cada vez mais mencionada, também na astronomia nós tentamos tirar o máximo partido destas técnicas. Quer seja para tratamento de imagens e espectros, ou análise de dados, o que temos verificado nos últimos 4 anos é que as ferramentas que temos vindo a desenvolver serão a base de muitas futuras descobertas”.

Outro papel relevante dos investigadores do IA neste consórcio tem sido na validação das medições feitas, relativamente às formas e tamanhos das galáxias observadas durante a Q1. Estes dados têm uma grande utilidade, ajudando astrónomos a perceber como as galáxias mudaram e evoluíram ao longo do tempo. Ana Afonso (IA & Universidade do Porto) comenta que: “Nos próximos anos, o grupo do IA irá focar-se no estudo das galáxias que ainda estão a formar estrelas. Para isso, vão analisar a linha de emissão H-alfa, uma assinatura de luz muito específica que revela a presença de regiões onde novas estrelas estão a nascer. Adicionalmente, o grupo irá também estudar o ambiente à volta de cada galáxia e como a presença de outras galáxias ou grupos galácticos podem afetar a sua evolução”. 

A morfologia e evolução das galáxias são centrais para a ciência de legado do Euclid. Em agosto de 2024, membros do Consórcio Euclid lançaram uma campanha de ciência cidadã na plataforma Zooniverse, envolvendo milhares de voluntários para treinar um algoritmo de aprendizagem profunda na classificação de morfologias galácticas. O catálogo resultante, baseado nos primeiros 0,45% do enorme número  de galáxias que o Euclid irá capturar em detalhe, já se revelou valioso para os investigadores.

“Embora seja um primeiro vislumbre do rastreio total,  estes 0,45% são já a maior área contígua do céu jamais observada com um telescópio espacial no domínio do óptico/infravermelho próximo”, como refere Ismael Tereno, investigador do IA e da Faculdade de Ciências da Universidade de Lisboa (CIÊNCIAS ULisboa), líder da equipa do Consórcio Euclid de apoio às operações de rastreio. Esta equipa, liderada pelo IA e Ciências ULisboa, com financiamento da Agência Espacial Portuguesa, é a equipa responsável pelo desenho do plano de observações.

“Produzir dados de alta qualidade para a comunidade científica internacional requer um grande esforço de processamento que exige um grande número de algoritmos complexos para transformar as imagens brutas em dados utilizáveis” acrescenta Ismael Tereno, que é co-autor do artigo que fornece uma visão global dos dados e resultados científicos agora divulgados.

“Estes dados de alta qualidade vão servir como fundação para uma investigação sem paralelo, da história de formação das galáxias, e da influência dos núcleos ativos de galáxias na evolução galáctica”, comenta Polychronis Papaderos (IA & UPorto), líder do grupo “A história da formação de galáxias resolvida no espaço e no tempo” do IA: “Com estes objetivos científicos em mente, e como parte integrante do esforço coordenado do IA, desde a sua formação em 2014, os nossos investigadores desenvolveram software avançado para analisar imagens e espectros de galáxias. Estas ferramentas computacionais incluem algoritmos de aprendizagem automática (machine learning), que estão a ser aplicados extensivamente aos dados do Euclid”, conclui.

António da Silva (IA & CIÊNCIAS ULisboa), representante nacional da Direção do Consórcio Euclid e ponto de contacto nacional da missão junto da Agência Espacial Portuguesa, comenta: “Atualmente, o grupo de Cosmologia do IA trabalha ativamente na preparação de testes cosmológicos que irão utilizar os dados recolhidos pelo Euclid para avaliar modelos cosmológicos com energia escura dinâmica ou modificações à gravidade de Einstein. Além disso, o grupo investiga modelos que permitem desvios à homogeneidade e isotropia, hipóteses fundamentais do modelo cosmológico padrão, bem como modelos alternativos que admitem a possibilidade de variação das constantes físicas ao longo da história do Universo”. No entanto, estas linhas de investigação necessitam ainda de mais dados e terão de aguardar pela continuação do rastreio Euclid.

Notas

  1. O telescópio espacial Euclid foi lançado em julho de 2023 e iniciou com êxito o seu rastreio cosmológico a 14 de fevereiro de 2024. Desde 2012 que Portugal está a bordo desta missão da Agência Espacial Europeia (ESA). Tem como objetivo mapear o céu extragaláctico ao longo de um período de seis anos, obtendo dados únicos que fornecerão novas perspectivas sobre os dois constituintes maioritários do Universo e ainda desconhecidos – a energia escura e a matéria escura.
  2. O Consórcio Euclid é composto por mais de 2600 membros, provenientes de mais de 300 laboratórios em 15 países europeus, além do Canadá, Japão e Estados Unidos, abrangendo diversas áreas da astrofísica, cosmologia, física teórica e física de partículas. Em parceria com a Agência Espacial Europeia (ESA) e a Agência Espacial Norte-Americana (NASA), concebeu e construiu os instrumentos do telescópio espacial Euclid. Desenvolveu e opera atualmente a cadeia de processamento de dados, o sistema responsável por processar e organizar os dados do telescópio.
  3. 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 (UIDB/04434/2020 e UIDP/04434/2020)..

Contactos
Pedro Cunha; Ana Afonso; Ismael Tereno; António da Silva; Jarle Brinchmann (Coordenador do IA)

Grupo de Comunicação de Ciência
Ricardo Cardoso Reis; Filipe Pires (coordenação)

Lista de artigos científicos da Quick Release 1 (Q1):

  1. Euclid Quick Data Release (Q1): Data Release Overview, Euclid Collaboration: Aussel et al. (incluindo Ismael Tereno) (2025); [Q1-TP001]
  2. Euclid Quick Data Release (Q1): VIS processing and data products, Euclid Collaboration: McCracken et al. (2025); [Q1-TP002]
  3. Euclid Quick Data Release (Q1): NIR processing and data products, Euclid Collaboration: Polenta et al. (2025); [Q1-TP003]
  4. Euclid Quick Data Release (Q1): From Images to Multiwavelength Catalogues: the Euclid MERge Processing Function; [Q1-TP004]
  5. Euclid Quick Data Release (Q1): Photometric redshifts and physical properties of galaxies through the PHZ processing function, Euclid Collaboration: Tucci et al. (2025); [Q1-TP005]
  6. Euclid Quick Data Release (Q1): From spectrograms to spectra: the SIR spectroscopic processing function, Euclid Collaboration: Copin et al. (2025); [Q1-TP006]
  7. Euclid Q1: SPE Processing and Data Products, Euclid Collaboration: Le Brun et al. (2025); [Q1-TP007]
  8. Euclid. Q1. Exploring galaxy morphology across cosmic time through Sérsic fits, Euclid Collaboration: Quilley et al. (incluindo Ana Afonso) (2025); [Q1-SP040]
  9. Euclid Quick Data Release (Q1): First Visual Morphology Catalogue, Euclid Collaboration: Walmsley et al. (2025b); [Q1-SP047]
  10. Euclid Quick Data Release (Q1): A first look at the fraction of bars in massive galaxies at z < 1, Euclid Collaboration: Huertas-Company et al. (2025); [Q1-SP043]
  11. Euclid Quick Data Release (Q1): A first look at a multimodal autoregressive foundation model for exploring galaxy properties, Euclid Collaboration: Siudek et al. (incluindo Pedro Cunha) (2025); [Q1-SP049]
  12. Euclid Quick Data Release (Q1): The evolution of the passive-density and morphology-density relations up to z ∼ 1 in Q1, Euclid Collaboration: Cleland et al. (2025); [Q1-SP017]
  13. Euclid Quick Data Release (Q1): A first view of the star-forming main sequence in the Euclid Deep Fields, Euclid Collaboration: Enia et al. (2025); [Q1-SP031]
  14. Euclid Quick Data Release (Q1): A probabilistic classification of quenched galaxies, Euclid Collaboration: Corcho-Caballero et al. (2025); [Q1-SP044]
  15. Euclid Quick Data Release (Q1): Optical and near-infrared identification and classification of point-like X-ray selected sources in Q1, Euclid Collaboration: Roster et al. (2025); [Q1-SP003]
  16. Euclid Quick Data Release (Q1): First Euclid statistical study of galaxy mergers and their connection to Active Galactic Nuclei, Euclid Collaboration: La Marca et al. (2025); [Q1-SP013]
  17. Euclid Quick Data Release (Q1): First Euclid statistical study of AGN power fraction, Euclid Collaboration: Margalef-Bentabol et al. (2025); [Q1-SP015]
  18. Euclid Quick Data Release (Q1): First study of red quasars selection, Euclid Collaboration: Tarsitano et al. (incluindo Pedro Cunha) (2025); [Q1-SP023]
  19. Euclid Quick Data Release (Q1): The active galaxies of Euclid, Euclid Collaboration: Matamoro Zatarain et al. (2025); [Q1-SP027]
  20. Euclid Quick Data Release (Q1). TBD. AGN identification using diffusion-based inpainting of Euclid VIS images, Euclid Collaboration: Stevens et al. (incluindo Ana Afonso) (2025); [Q1-SP009]
  21. Euclid Quick Data Release (Q1): An investigation of optically faint, red objects in the Euclid Deep Fields, Euclid Collaboration: Girardi et al. (2025); [Q1-SP016]
  22. Euclid Quick Data Release (Q1): Extending the quest for little red dots to z < 4, Euclid Collaboration: Bisigello et al. (2025); [Q1-SP011]
  23. Euclid Quick Data Release (Q1): The Strong Lensing Discovery Engine A – System Overview and First Lens Sample, Euclid Collaboration: Walmsley et al. (2025a); [Q1-SP048]
  24. Euclid Quick Data Release (Q1): The Strong Lensing Discovery Engine B – Early strong lens candidates from visual inspection of high velocity dispersion galaxies, Euclid Collaboration: Rojas et al. (2025); [Q1-SP052]
  25. Euclid Quick Data Release (Q1): The Strong Lensing Discovery Engine C – Finding Lenses with Machine Learning, Euclid Collaboration: Lines et al. (2025); [Q1-SP053]
  26. Euclid Quick Data Release (Q1) The strong lensing discovery engine D – double source plane lens candidates and cosmological forecast, Euclid Collaboration: Li et al. (2025); [Q1-SP054]
  27. Euclid Quick Data Release (Q1): The strong lensing discovery engine E – ensemble classification of strong gravitational lenses: lessons for Data Release 1, Euclid Collaboration: Holloway et al. (2025); [Q1-SP059]
  28. Euclid Quick Data Release (Q1): LEMON — Lens Modelling with Neural networks. Automated and fast modelling of Euclid gravitational lenses with singular isothermal ellipsoid mass profile, Euclid Collaboration: Busillo et al. (2025); [Q1-SP063]
  29. Euclid Quick Data Release (Q1): The first catalogue of strong-lensing galaxy clusters, Euclid Collaboration: Bergamini et al. (2025); [Q1-SP057]
  30. Euclid Quick Data Release (Q1). A catalogue of Spitzer galaxy overdensities at z>1.3 in the Q1 data release, Euclid Collaboration: Mai et al. (2025); [Q1-SP022]
  31. Euclid Quick Data Release (Q1): The role of cosmic web connectivity in shaping galaxy clusters, Euclid Collaboration: Gouin et al. (2025); [Q1-SP005]
  32. Euclid Quick Data Release (Q1): Galaxy shapes and alignments in the cosmic web, Euclid Collaboration: Laigle et al. (2025); [Q1-SP028]
  33. Euclid: Quick Data Release (Q1) – Photometric studies of known transients, Duffy et al. (2025); [Q1-SP002]
  34. Euclid: Quick Data Release (Q1) – A census of dwarf galaxies across a range of distances and environments, Marleau et al. (2025); [Q1-SP001]