Levantamento LOFAR DR3 Detecta 13,7 Milhões de Fontes de Rádio

Uma equipe internacional de astrônomos usando o Low Frequency Array (LOFAR) lançou o mapa de rádio de baixa frequência do céu mais detalhado já produzido, identificando um recorde de 13,7 milhões de fontes de rádio cósmicas. Publicado em 23 de fevereiro de 2026, o LOFAR Two-metre Sky Survey Data Release 3 (LoTSS-DR3) fornece um censo sem precedentes de buracos negros supermassivos em crescimento ativo em todo o universo observável. Este feito monumental, liderado por Timothy Shimwell da ASTRON e da Universidade de Leiden, representa mais de uma década de observação e processamento de dados, oferecendo uma perspectiva do cosmos surpreendentemente diferente em comparação aos telescópios ópticos tradicionais.

Quantas fontes de rádio foram detectadas no levantamento LOFAR DR3?

O levantamento LOFAR DR3 detectou aproximadamente 13,7 milhões de fontes de rádio cósmicas, catalogando especificamente 13.664.379 objetos distintos a partir de mosaicos de Stokes de alta resolução. Este lançamento de dados serve como o levantamento de baixa frequência mais abrangente até hoje, cobrindo uma vasta porção do céu do norte e revelando milhões de buracos negros supermassivos e galáxias com formação estelar que eram anteriormente invisíveis para instrumentos menos sensíveis.

A escala deste levantamento é o resultado de uma enorme rede distribuída consistindo em 38 estações LOFAR holandesas e 14 estações internacionais espalhadas pela Europa, incluindo o Reino Unido, Alemanha, França e Itália. Ao utilizar uma linha de base que se estende por quase 2.000 quilômetros, o arranjo atinge uma resolução e sensibilidade que supera todos os esforços anteriores na radioastronomia de baixa frequência. Isso permite que os pesquisadores distingam entre jatos individuais de buracos negros e emissões difusas de aglomerados de galáxias distantes, fornecendo um roteiro de alta fidelidade do universo de alta energia.

O que são buracos negros "em crescimento ativo" no contexto do LOFAR?

No contexto do LOFAR, buracos negros "em crescimento ativo" são entidades supermassivas que estão atualmente em processo de acreção de matéria, um processo que desencadeia o lançamento de poderosos jatos relativísticos. Esses jatos aceleram partículas a velocidades próximas à da luz, fazendo com que elas espiralem através de campos magnéticos e emitam ondas de rádio de baixa frequência que o LOFAR pode detectar através de milhões de anos-luz de espaço intergaláctico.

De acordo com Martin Hardcastle, da Universidade de Hertfordshire, esses mapas de rádio permitem que os cientistas observem buracos negros em vários estágios evolutivos. Ao contrário da luz óptica, que pode ser obscurecida pela poeira cósmica, as ondas de rádio passam por essas barreiras, revelando a interação entre o buraco negro e sua galáxia hospedeira. O levantamento identificou uma diversidade de sistemas, variando de fontes jovens e compactas a radiogaláxias antigas cujas estruturas emissoras se expandiram para proporções gigantescas, remodelando nossa compreensão de como esses gigantes cósmicos influenciam seus ambientes.

Por que o levantamento de rádio do céu do LOFAR é importante para entender o universo?

O levantamento de rádio do céu do LOFAR é crítico porque rastreia o fluxo de energia através do universo ao mapear partículas relativísticas e campos magnéticos no espaço profundo. Ao capturar 88% do céu do norte em frequências entre 120-168 MHz, ele revela fenômenos elusivos, como aglomerados de galáxias em colisão, remanescentes de supernova fracos e as interações magnéticas entre exoplanetas e suas estrelas hospedeiras.

Estudos de aglomerados de galáxias foram particularmente beneficiados pelos dados do LoTSS-DR3. Andrea Botteon, do INAF em Bolonha, relata que os mapas expuseram choques gigantes e turbulência que impulsionam a aceleração de partículas em regiões que abrangem milhões de anos-luz. Essas descobertas sugerem que tais processos de alta energia são muito mais comuns do que o teorizado anteriormente. Ao fornecer um levantamento uniforme e profundo, o LOFAR permite que os astrônomos conectem as propriedades de buracos negros supermassivos individuais às estruturas de grande escala da teia cósmica, oferecendo uma visão holística da evolução cósmica.

Superando Desafios Atmosféricos e Computacionais

O progresso científico desta magnitude exigiu avanços tecnológicos significativos para mitigar os efeitos de distorção da ionosfera da Terra. Esta camada eletricamente carregada da atmosfera superior atua como uma lente fosca para ondas de rádio de baixa frequência, dobrando e borrando os sinais recebidos. O especialista em algoritmos Cyril Tasse, do Observatório de Paris, passou anos refinando técnicas de calibração e imagem para entregar as imagens nítidas e estáveis vistas na versão atual. Esses novos pipelines de software permitem que o telescópio mantenha uma alta resolução angular sobre vastas áreas do céu, garantindo que mesmo o buraco negro mais distante permaneça em foco.

O volume colossal de dados gerado pelo arranjo representou um segundo desafio, igualmente assustador, para a colaboração internacional. Alexander Drabent, do Observatório Estadual da Turíngia, observou que o projeto processou 18,6 petabytes de dados brutos, exigindo mais de 20 milhões de horas de processamento. Este esforço envolveu a extração de 13.000 horas de observações de arquivos e a distribuição da carga de trabalho computacional por várias instalações de alto desempenho. Tal feito só foi possível através do Consórcio de Infraestrutura de Pesquisa Europeia LOFAR (ERIC), que reúne recursos de dez nações diferentes.

Implicações para o Futuro da Radioastronomia

O lançamento do LoTSS-DR3 marca um ponto de transição para a astrofísica, preparando o cenário para levantamentos futuros ainda mais sensíveis. A colaboração já está em transição para a atualização LOFAR 2.0, que deve dobrar a velocidade do levantamento e melhorar significativamente a resolução. Essa atualização permitirá o reprocessamento de dados existentes com detalhes ainda maiores, potencialmente revelando as estruturas internas dos jatos de buracos negros e os estágios iniciais da formação de galáxias no universo jovem.

Wendy Williams, cientista do Observatório Square Kilometre Array (SKAO), enfatiza que este lançamento de dados é um marco que servirá como um roteiro para a próxima geração de telescópios. À medida que o SKA iniciar as operações nos próximos anos, os insights obtidos a partir do censo de buracos negros do LOFAR serão essenciais para calibrar sondagens ainda mais profundas na história do cosmos. Por enquanto, as 13,7 milhões de fontes identificadas neste levantamento continuam sendo o principal conjunto de dados para astrônomos que buscam entender as forças energéticas que moldaram nosso universo ao longo de bilhões de anos.

• Lançamento de Dados: LOFAR Two-metre Sky Survey Data Release 3 (LoTSS-DR3)
• Total de Fontes: 13.664.379 entidades emissoras de rádio
• Carga de Processamento: 18,6 petabytes ao longo de 20 milhões de horas de processamento
• Instituições Líderes: ASTRON, Universidade de Leiden, Universidade de Hertfordshire, INAF, Observatório de Paris
• Principais Descobertas: Jatos de buracos negros supermassivos, choques em aglomerados de galáxias e assinaturas de rádio de exoplanetas