Missão Euclid: A Maior Simulação Cósmica Já Criada

Preparem-se para uma viagem incrível pelo cosmos! Cientistas da missão Euclid, da Agência Espacial Europeia (ESA), acabaram de lançar a maior simulação do universo já feita. Pensem nisso como um mapa superdetalhado do nosso universo, criado para nos ajudar a entender melhor como tudo funciona lá fora. E o mais legal é que essa simulação foi construída com algoritmos desenvolvidos pelo professor Joachim Stadel, da Universidade de Zurique.

O Que é Essa Simulação Gigante?

Imaginem um universo virtual com 3,4 bilhões de galáxias! Isso mesmo, bilhões! Cada uma dessas galáxias tem cerca de 400 características modeladas, como brilho, posição, velocidade e formato. É como ter um jogo de videogame do universo, mas com uma riqueza de detalhes que nem conseguimos imaginar. Essa maravilha tecnológica, chamada Flagship 2 galaxy mock, é a simulação sintética mais extensa que já vimos.

O objetivo principal dessa simulação cosmológica é ser um guia para os cientistas. A missão Euclid, que está mapeando o cosmos desde junho de 2023 com uma resolução de cair o queixo, gera uma quantidade absurda de dados. Essa simulação ajuda a interpretar e analisar todo esse volume de informações, como se fosse um manual de instruções para o universo.

Como Eles Fizeram Isso?

Essa façanha foi possível graças a um algoritmo desenvolvido pelo astrofísico Joachim Stadel. Em 2019, o supercomputador Piz Daint, na Suíça (que na época era o terceiro mais potente do mundo!), dedicou mais de 80% da sua capacidade total para esse projeto. Imaginem a força de processamento!

Stadel descreve o desafio como “enorme” – simular uma parte tão grande do universo com tamanha resolução em um único cálculo. O computador rastreou as interações gravitacionais de quatro trilhões de partículas. Para entender isso, pensem que cada partícula é como um pequeno pedaço de matéria que atrai outros pedaços. O computador calculou como todos esses pedacinhos se puxavam e se moviam. Depois, eles “colocaram” as galáxias nessas estruturas, criando um modelo super-realista do que o Euclid realmente vai observar.

Preparando a Análise de Dados Automatizada

Julian Adamek, do Departamento de Astrofísica da UZH, que trabalhou com Stadel, explica que essas simulações são cruciais para preparar a análise dos dados do Euclid. Pensem assim: o Euclid é como uma câmera que tira milhões de fotos por segundo. É impossível para humanos analisarem tudo isso manualmente. Então, eles precisam de um sistema automático. A metodologia para interpretar esses dados teve que ser desenvolvida antes, usando justamente essas simulações. É como treinar um robô para reconhecer padrões no universo antes mesmo de ele começar a trabalhar.

Rachaduras no Modelo Padrão?

A simulação Flagship 2 galaxy mock é baseada no modelo cosmológico padrão, que é a nossa melhor teoria sobre como o universo funciona e evoluiu. Stadel e Adamek esperam que as observações do Euclid confirmem amplamente a distribuição de matéria prevista na simulação. Mas, ao mesmo tempo, eles estão super animados com a possibilidade de surpresas e descobertas inesperadas.

“Já vemos indícios de rachaduras no modelo padrão”, diz Stadel. Isso significa que o Euclid pode revelar fenômenos que não conseguimos explicar com o que sabemos hoje. Adamek completa: “Será emocionante ver se o modelo se mantém firme diante dos dados de alta precisão do Euclid – ou se descobrimos sinais de novas falhas”.

A missão também quer desvendar o mistério da energia escura, aquela força misteriosa que está fazendo o universo se expandir cada vez mais rápido. No modelo atual, a energia escura é apenas uma constante que explica essa expansão. Os dados do Euclid nos permitem olhar para trás no tempo, até 10 bilhões de anos, para ver como o universo se expandia naquela época e se essa constante realmente permaneceu constante. Stadel está convencido de que “Euclid nos aproximará um passo da compreensão do reino misterioso da energia escura”.

Resolução Sem Precedentes

O Euclid é a pesquisa mais completa do cosmos já realizada, não só em escala, mas também em precisão. Sua alta resolução permite aos pesquisadores detectar até as menores distorções nas imagens das galáxias, causadas por algo chamado lente gravitacional. Pensem na lente gravitacional como um óculos gigante no espaço: a luz de galáxias distantes passa por regiões com muita massa (como aglomerados de galáxias ou a misteriosa matéria escura), e essa massa dobra a luz, distorcendo a imagem que vemos. Ao analisar essas distorções, os cientistas conseguem mapear como a matéria escura invisível está distribuída pelo universo.

As medições espectroscópicas do Euclid também ajudam a determinar as distâncias das galáxias com grande precisão. Juntas, essas técnicas criam um mapa tridimensional de galáxias que se estende por uma esfera cósmica com um raio de 10 bilhões de anos-luz. É como ter um GPS do universo em 3D!

Um Visco de Fenômenos Cósmicos Raros

Adamek espera que o Euclid também descubra fenômenos cósmicos raros. “Alguns eventos são extremamente incomuns, mas como o Euclid cobre uma região tão vasta, as chances de encontrar objetos inesperados ou raros são altas”. É como procurar uma agulha num palheiro, mas com um palheiro tão grande que você tem certeza de que vai encontrar algo interessante!

Em março de 2025, o Euclid já liberou seus primeiros dados de observação. Essa “Liberação Rápida de Dados” representou apenas uma pequena fração do conjunto completo de dados da missão, mas já ofereceu novos insights sobre a teia cósmica e os aglomerados de galáxias. Mais dados serão publicados na primavera de 2026. Fiquem ligados!

Mais informações: Euclid. V. The Flagship galaxy mock catalogue: A comprehensive simulation for the Euclid mission, Astronomy & Astrophysics (2025). https://doi.org/10.1051/0004-6361/202450853