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IA descobre mais de 1200 candidatos a lentes gravitacionais

Uma equipa de investigação, com participação de físicos do Berkeley Lab, usou inteligência artificial para identificar mais de 1200 possíveis lentes gravitacionais – objetos que podem ser poderosos marcadores da distribuição da matéria escura. Se todos os candidatos forem mesmo lentes, este trabalho mais que duplica o número de lentes gravitacionais conhecidas.

Uma lente gravitacional descoberta nos dados do DESI Legacy Surveys. Há quatro conjuntos de imagens criadas pelo efeito de lente que correspondem a quatro galáxias de fundo, que surgem como anéis parciais à volta de uma galáxia laranja ao centro e em primeiro plano. Créditos: DESI Legacy Imaging Surveys, Berkeley Lab, DOE, KPNO, CTIO, NOIRLab, NSF, AURA

As lentes gravitacionais resultam de grandes objetos celestes, como galáxias ou enxames de galáxias, cuja força gravitacional, ao distorcer o espaço-tempo, faz com que a luz de galáxias mais distantes seja encurvada na sua proximidade. Quando estes alinhamentos casuais são quase perfeitos, com um corpo de grande massa situado entre uma fonte emissora de luz e o observador, o efeito de lente gravitacional cria imagens falsas do objeto de fundo, tais como anéis, anéis parciais, imagens múltiplas e outras ilusões.

As lentes podem dar-nos informação sobre a quantidade de matéria escura em objetos distantes, pois só podemos identificar a matéria escura através dos seus efeitos gravitacionais na matéria visível. E como se julga que a matéria escura, não visível, é responsável por cerca de 85% da massa total do Universo, pode ajudar-nos a revelar um dos maiores mistérios da ciência.

Todas as lentes candidatas – descobertas usando uma forma de inteligência artificial conhecida como redes neurais residuais profundas (deep residual neural networks) – são de grande variedade, o que significa que exibem efeitos de lente muito visíveis.

“Pensava que ainda ia levar muitos anos até que alguém descobrisse tantas lentes gravitacionais,” disse David Schlegel, físico do Berkeley Lab que participou neste estudo. “É incrível perceber que estamos a ver, com muita clareza, o espaço a ser deformado por um objeto enorme.” Schlegel participou também num anterior estudo que revelou 335 novos fortes candidatos a lentes.

Os investigadores utilizaram uma amostra com 632 lentes (observadas e candidatas) e 21 mil não-lentes para treinar as redes neurais profundas usadas no estudo. O conjunto de amostras foi obtido a partir de dois levantamentos do céu: o DECaLS (Dark Energy Camera Legacy Survey) e o DES (Dark Energy Survey). Esperava-se que cerca de uma em 10 mil galáxias massivas fosse uma forte candidata a lente gravitacional.

O DECaLS foi um dos três levantamentos realizados em preparação para o arranque do DESI (Dark Energy Spectroscopic Instrument), uma experiência conduzida pelo Berkeley Lab que nos irá ajudar a compreender melhor a energia escura, que se julga estar a acelerar a expansão do Universo.

Os investigadores usaram recursos do NERSC (National Energy Research Scientific Computer Center) do Berkeley Lab para a análise de dados.

O estudo que detalha os novos candidatos a lentes foi aceite para publicação na revista The Astrophysical Journal.

Fonte da Notícia: Berkeley Lab

Tradução: Teresa Direitinho

 

AI Finds More Than 1,200 Gravitational Lensing Candidates

A research team with participation by Berkeley Lab physicists has used artificial intelligence to identify more than 1,200 possible gravitational lenses – objects that can be powerful markers for the distribution of dark matter. The count, if all of the candidates turn out to be lenses, would more than double the number of known gravitational lenses.

A gravitational lens found in the DESI Legacy Surveys data. There are four sets of lensed images that correspond to four background galaxies, which appear as partial rings around an orange galaxy at the center and foreground. Credits: DESI Legacy Imaging Surveys, Berkeley Lab, DOE, KPNO, CTIO, NOIRLab, NSF, AURA.

Gravitational lenses result from large celestial objects, like galaxies or galaxy clusters, that bend the path of light traveling from more distant galaxies. When these chance alignments are almost perfect, this creates false images that can include rings, partial rings, multiple images, and other illusions. […] Read the original article at Berkeley Lab website.

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