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18 de julho de 2018

Chegadas e partidas no LIneA

Recentemente várias mudanças aconteceram no time científico e tecnológico do LIneA.

No time de TI tivemos a saída dos seguintes colaboradores:

  • Humberto Aranha, que ajudou a formar um grupo de pessoas que tem colaborado com a organização dos projetos de desenvolvimento de software, introduzindo a metodologia Agile.
  • Oriana do Carmo, que durante o último ano conduziu os sprints dos projetos do DRI, QLF e Portal Científico, tendo um enorme impacto na cadência dos projetos, representando uma importante mudança cultural.
  • Fábio Nogueira, que deu uma importante contribuição no desenvolvimento do LIneA Science Server disponibilizado desde de Janeiro deste ano no National Center for Supercomputing Applications (NCSA).
  • Riccardo Campisano, que exerceu um importante papel dando suporte a vários projetos e atacando problemas de infraestrutura.

Boa sorte em suas novas atividades ! Também damos as boas-vindas aos novos membros.

Na área de TI são: Carolina Felicíssimo, Eric Freire, Felipe Machado, George Sued, Jeferson Souza, Leonardo Lacerda, e Rodrigo Botelho. Além desses nomes informamos que Cida Silveira, Fernanda Massena e Andrea Nunes estão fazendo a transição de tempo parcial para integral, o que será de grande utilidade para o LIneA. Vale ressaltar que muitos desses iniciaram no LIneA com bolsas do INCT do e-Universo o que foi fundamental para acelerar os projetos em andamento. Este grupo de pessoas cobre várias áreas de atuação incluindo gestão (gerente de produto, gerente de serviço e scrum master), desenvolvimento (arquitetos, full stack developers e web designers) e operação. Isto está permitindo uma importante re-estruturação do LIneA separando mais claramente as áreas de serviço, desenvolvimento de ferramentas e infraestrutura de computação de alto desempenho voltada para a Astronomia usando como caso de uso os projetos Dark Energy Survey (DES) e Large Synoptic Survey Telescope (LSST).

Na área científica chegam os pós-doutorandos Rodrigo Boufleur e a Isadora Chaves. Rodrigo já está trabalhando integrado ao grupo de Sistema Solar enquanto Isadora deve iniciar suas atividades no LIneA no segundo semestre com uma bolsa de pós-doutorado do INCT do e-Universo. Eles tomam parte do programa de pós-doutorados do INCT do qual já fazem parte Adriano Pieres, Felipe Oliveira, e Michel Aguena, cobrindo diferentes áreas de pesquisa como proposto pelo INCT.

Figura 1 – Mosaico com os novos membros do time de TI: 1) Na linha de cima da esquerda para a direita Andrea Nunes, Carolina Felicissimo, Eric Freire, Felipe Machado e Fernanda Massena; 2) Na linha baixo da esquerda para a direita George Sued, Jeferson Souza, Leonardo Lacerda, Cida Silveira e Rodrigo Botelho. Crédito da imagem: LIneA.
Figura 2 – Mosaico com os novos membros do time científico. Da esquerda para a direita: Adriano Pieres, Felipe Oliveira, Isadora Chaves, Michel Aguena, e Rodrigo Boufleur. Crédito da imagem: LIneA.



Levantamento DES discute efeitos cosmológicos no Universo local

Nos dias 27 a 29 de junho ocorreu a reunião de trabalho Near-Field Cosmology with the Dark Energy Survey’s DR1 and Beyond realizada na Universidade de Chicago, EUA. A reunião foi promovida pela universidade, pelo Kavli Institute for Cosmological Physics (KICP), e pelo levantamento Dark Energy Survey ( DES).

evento reuniu em torno de 60 pesquisadores interessados (ver Figura 1), como o próprio nome diz, no volume local do Universo (praticamente a Via-Láctea e seu entorno) cobrindo temas como: busca por galáxias anãs satélites da Via Láctea, correntes estelares, limites da Via Láctea, integração entre levantamentos, bem como divulgar a pesquisa que se pode fazer com a primeira liberação de dados públicos do DES. O programa está disponível e pode efetuar-se o download da maioria das apresentações. Alguns trabalhos sobre a estrutura em grande escala, como a distribuição de galáxias em vários intervalos de distâncias, também foram apresentados. Outros versaram sobre demonstração de acesso e manuseio de dados, como as apresentações de Matias Carrasco Kind (DES), Eddie Schlafy (NOAO datalab) e Robert Nikutta (NOAO).

Dentre outras apresentações, podemos destacar a do prof. Jo Bovy, sobre a cinemática da Galáxia. Ele resumiu resultados de mais de uma década de estudo sobre a Galáxia, como a descoberta da velocidade solar acima da média, o efeito da barra na cinemática estelar, estudos sobre a distribuição dos elementos alfa em relação à metalicidade e outros.

INCT do e-Universo apoiou a participação neste evento de um de seus pós-doutorandos, Adriano Pieres. O trabalho apresentado foi desenvolvido em conjunto com outros pesquisadores e versou sobre o ajuste de parâmetros do disco espesso e do halo da Via-Láctea, utilizando modelos estelares de Padova (ver Figura 2). Houve interesse da platéia por este trabalho, pois há falta de modelos que descrevam bem, não apenas a contagem de estrelas, mas também as suas distribuições de cores e metalicidades. Mostramos resultados envolvendo a subtração de modelo, onde várias correntes estelares descobertas no levantamento Sloan Digital Sky Survey (SDSS) podem ser vistas claramente.

O time de organizadores do evento foi feliz em reunir pessoas de várias áreas com conhecimentos. Assim, os intervalos foram sempre de muitas discussões e interação entre os participantes. A intenção do evento também foi a de divulgar os dados do levantamento DES para pesquisadores que não tem acesso ou conhecimento de como podem se acessados. Foram apresentadas algumas comparações entre os dados não-públicos e os públicos do levantamento DES. Ênfase foi dada para o manuseio remoto dos dados, ao invés do tradicional acesso, query e download, o que parece ser realmente o tópico em voga, principalmente para os grandes levantamentos.

Figura 1 – Parte dos integrantes do encontro posaram para uma foto em frente às rochas no pátio da University of Chicago. Crédito da imagem: Dark Energy Survey

Figura 2 – Os campos (retângulos em preto) amostrados para a comparação com modelos, estando o céu todo em uma projeção cartesiana, junto com o contorno dado pelo campo do Dark Energy Survey (linha sólida). Os campos em branco são regiões “proibidas” para a comparação, pois são campos povoados com estrelas de correntes estelares (representados por traços coloridos) ou campos muito próximos do equador Galáctico. Na inserção (acima, à direita) se pode ver o modelo (retângulo mais à esquerda) e o campo amostrado pelo DES (retângulo mais à direita). O número acima na inserção mostra o número de estrelas ajustada pelo modelo aos dados. Crédito da imagem: A.Pieres.



16 de julho de 2018

Simulando observações com o espectrógrafo do projeto DESI

Uma característica dos grandes levantamentos astronômicos modernos é a complexidade dos mesmos que envolve a modernização de telescópios pré-existentes a exemplo do Dark Energy Survey ( DES) e o Dark Energy Spectroscopic Instrument ( DESI) ou a construção de novos, como para o Sloan Digital Sky Survey ( SDSS) e o Large Synoptic Survey Telescope ( LSST), desenvolvimento de complexa instrumentação e sistemas de software envolvendo especialistas e fornecedores em diferentes instituições e países. Isto apresenta um grande desafio de gestão para evitar atrasos e desperdício de recursos financeiros e humanos. Em particular, uma fase crítica é a da integração de diferentes componentes, sejam de hardware ou software.

Seguindo o cronograma estabelecido pelo projeto DESI, no período de 25 a 29 de Junho, foi realizada no telescópio Mayall de 4-metros do Kitt Peak National Observatory localizado no Arizona, EUA, uma simulação das observações que serão realizadas para o projeto. O objetivo deste exercício foi integrar o trabalho sendo realizado pelos diferentes grupos envolvidos no desenvolvimento do software que operará o instrumento (Instrument Control System – ICS), a interface que será usada pelo observador (Quick Look Framework – QLF) e o sistema de redução das 30 câmeras CCDs cada uma com 500 espectros Quick Look (QL). A realização deste evento foi importante para demonstrar o progresso sendo feito e para cumprir as metas estabelecidas pelo cronograma do projeto com a entrega de produtos operacionais mesmo que não totalmente completos. O objetivo é dar uma chance a potencial usuários de fazerem comentários e sugestões.

Nesta ocasião o grupo do LIneA, formado por diversos pesquisadores e tecnologistas, foi representado pelo coordenador do LIneA e pelo tecnologista Felipe Machado contando com o apoio remoto de Cristiano Singulani, Felipe Oliveira e Ricardo Ogando, entre outros. Entre os testes realizados foi verificado que o sistema funciona de ponta a ponta incluindo: o reconhecimento que uma nova exposição está disponível; a submissão e acompanhamento da execução do QL; a ingestão no banco de dados dos resultados obtidos pelos diferentes testes realizados pelo QL para avaliar a qualidade dos dados obtidos; a visualização dos resultados destes testes; o envio de alertas para o ICS em caso de falhas e a anexação de comentários dos observadores no registro eletrônico de cada noite de observação. É importante frisar que DESI será o único instrumento no telescópio e o QLF terá que operar todas as noites durante cinco anos.

O experimento foi um sucesso provando a importância de um encontro presencial para resolver os inúmeros detalhes envolvidos neste interfaceamento. O QLF está agora instalado no telescópio para uso da colaboração e irá compilar sugestões dos potenciais usuários para torná-lo uma ferramenta útil para o projeto. A entrega final do sistema está previsto para Novembro de 2018, com testes programados para Janeiro/Fevereiro numa nova observação simulada. O LIneA também ficará encarregado da manutenção do QLF durante o período de 5 anos como parte do acordo pelo qual o Brasil terá a oportunidade de indicar 6 pesquisadores para participar deste revolucionário projeto que pretende elucidar a natureza da energia escura observando da ordem de 30 milhões de galáxias e quasares. QLF também ficará disponível para uso offline acessando os dados copiados para NERSC. A participação brasileira neste evento, e no desenvolvimento do software tem o apoio do INCT do e-Universo.

Figure 1 – Nova sala de controle do telescópio Mayall onde estão montados ambientes de trabalho para o assistente noturno, o chamado run manager (responsável científico pelas observações) monitorando o funcionamento do instrumento, e o observador responsável pelo monitoramento da qualidade das observação utilizando o sistema QLF desenvolvido pelo LIneA. A foto mostra membros dos três times envolvidos: no primeiro plano Klaus Honscheid da Ohio State University responsável pelo desenvolvimento do ICS, enquanto no segundo plano podem ser vistos Robert Kehoe e Ryan Staten da Southern Methodist University responsáveis pelo sistema QL e Felipe Machado do LIneA. Crédito da imagem: L. da Costa.
Figure 2 – O tecnologista do LIneA F. Machado testando o QLF e fazendo as modificações necessárias para integrá-lo ao sistema ICS e QL. Crédito da imagem: L. da Costa.

FIgure 3 – Captura de tela mostrando as seguintes interfaces: 1) Na parte de cima à esquerda a página inicial do QLF. 2) Na parte cima à direita o monitor que mostra na parte de cima a esquerda o andamento do processo das 30 câmeras sendo processadas. O processamento e dividido em quatro etapas com os retângulos verdes indicando que um modulo foi completado com sucesso enquanto o amarelo indica o estagio em execução. Todo o processo leva da ordem de 2 minutos e 20 segundos. Na parte de cima à direita mostra o resultado dos testes realizados pelo QL em cada etapa com o verde indicando o sucesso dos testes e vermelho os espectrógrafos que falharam e cinza as câmeras ainda sendo executadas. Na parte de baixo são mostrados os logs do processamento (esquerda) e a lista de exposições disponíveis para processamento comunicada pela interface ICS-QLF (direita). 3) Na parte de baixo à esquerda a interface que mostra a história das observações (observing history) onde as características das exposições são listadas. Esta interface tem duas tabs uma que mostra as últimas 10 exposições e outra onde todas as exposições da noite ou por um conjunto de noites selecionado. A partir desta tela o resultado dos testes podem ser acessados (vide Figura 5), uma visão global dos testes ou dos CCDs podem ser examinados e comentários podem ser feitos. 4) Finalmente, na parte de baixo à direita a interface que mostra a história do processamento (processing history) que lista todas as exposições processadas, com a mesma estrutura da anterior. No caso em que o tempo de integração é maior que o tempo de processamento as duas interfaces conterão a mesma informação. Crédito da imagem: L. da Costa.
Figure 4 – Mostra o resultado dos QAs para cada uma das câmeras para cada estágio de processamento. Clicando o cursor em cima de uma pétala leva aos detalhes do teste utilizado como mostra a Figura 5. Crédito da imagem: L. da Costa.

Figura 5 – Mostra os detalhes de um dos quatro testes realizados durante uma das fases de processamento. O caso específico sendo apresentado mostra diferentes formas (espacialmente, por fibra, histograma, e a média por amplificador) de avaliar a largura das linhas de céu na direção espacial (xsigma – perpendicular ao espectro) e do comprimento de onda (wsigma). Crédito da imagem: L. da Costa.



13 de julho de 2018

O guia da mochileira das galáxias

Figura 1 – Andresa Campos.

No dia 06/07/2018 a estudante Andresa Campos, membro do LIneA e do DES-Brazil, defendeu no Instituto de Física Teórica da UNESP sua dissertação de mestrado intitulada The Hitchikers Guide to the Galaxy Clustering and Weak Lensing Combined Analysis: A Review of the Dark Energy Survey Year-1 Results (ver Figura 1). A banca foi composta de Rogerio Rosenfeld (orientador), Raul Abramo e Marcos Lima. Andresa contribuiu para a análise principal do Dark Energy Survey (DES) que combina medidas do grau de aglomeração de galáxias e de efeitos de lenteamento gravitacional fraco para obter vínculos em parâmetros cosmológicos. Ela foi responsável por análises numéricas usando técnicas denominadas de Markov Chain Monte Carlo para determinar a distribuição de probabilidades desses parâmetros (ver Figura 2). Cabe ressaltar que uma grande parte das figuras do trabalho principal da análise dos dados do primeiro ano de observação do DES foram feitas por ela. Andresa vai fazer seu doutoramento na Carnegie Mellon University a partir de agosto. O levantamento DES é apoiado pelo LIneA e INCT do e-Universo.

 

 

Figura 2 – Resultado da combinação de observações do DES na determinação de dois parâmetros cosmológicos relacionados à densidade de matéria no Universo e as flutuações na distribuição de matéria no Universo (em azul).Também está mostrado resultados de outros experimentos (em verde) e a combinação desses com o DES (em vermelho). Crédito da imagem: A. Campos.



12 de julho de 2018

Análise da estrutura em grande escala do Universo é tema de defesa de mestrado na Unicamp

A análise estatística da distribuição de galáxias em grande escala é uma das maneiras de se vincular parâmetros cosmológicos, usando por exemplo as Oscilação Acústica de Bárions. Efeitos destas oscilações estão presentes no espectro de potência extraído de catálogos astronômicos que é uma poderosa ferramenta para estudar a história do Universo ao longo de bilhões de anos. Anderson Luiz Brandão de Souza, que defendeu sua dissertação de mestrado no dia 29/06 pelo Instituto de Física Gleb Wataghin da Unicamp, conseguiu recuperar com sucesso a medida de parâmetros cosmológicos de um catálogo simulado da colaboração Dark Energy Survey (DES).

A análise foi feita em três etapas usando o potente cluster de computadores do LIneA. A primeira fase consistiu em medir o espectro de potência (uma medida do grau de aglomeração para diferentes escalas) do catálogo de galáxias da simulação MICE. Depois de considerados os erros sistemáticos inerentes à medida, foi feita a modelagem numérica deste observável. Na etapa final, para recuperar a cosmologia, foi usado o Método de Markov Chain Monte Carlo, uma avançada técnica de estatística multidimensional implementada com paralelismo a fim de aproveitar o poder computacional do LIneA.

“Desde de criança sempre tive a curiosidade de saber mais sobre as estrelas, planetas e galáxias. Ficava encantado quando assistia as sessões do planetário e as noites de observação com lunetas e telescópios nas excursões da escola. O que mais me fascina nessa área é que a todo instante há algo impressionante sendo descoberto. Estudar o Universo é uma tarefa linda e desafiadora”, diz Anderson, que já deu início ao seu doutoramento na Unicamp sob a supervisão da Profa. Flávia Sobreira. Ele vai estudar cosmologia de neutrinos usando os dados do levantamento DESI, um experimento também apoiado pelo LIneA e pelo INCT do e-Universo.

Parabenizamos Anderson, que começou seu estudo teórico sob a supervisão do Prof. Pedro de Holanda, mas deu sequência na análise de dados e modelagem de observáveis cosmológicos com a Profa. Flávia Sobreira.

Figura 1 – Participantes da banca de mestrado, da esquerda para a direita: Márcio José Menon, Anderson Luiz (estudante), Pedro de Olanda, Flávia Sobreira e Rogério Rosenfeld. Crédito da imagem: F. Sobreira.



22 de junho de 2018

Encontro da Colaboração Dark Energy Survey

A colaboração Dark Energy Survey (DES) realiza encontros duas vezes por ano para apresentar um panorama geral das atividades científicas, discutindo os resultados mais importantes obtidos no semestre e colocando as pessoas em contato para trabalhos a serem desenvolvidos.

O vigésimo oitavo encontro ocorreu na Universidade de Texas A&M, em College Station, EUA, de 14 a 18 de maio de 2018. Em fevereiro de 2018 terminou oficialmente o tempo de 5 anos de observações do levantamento. No entanto,o período de observação da Dark Energy Camera foi estendido por mais 6 meses (de setembro de 2018 até o início de 2019). Assim poderemos terminar as observações que foram planejadas desde o início, visitando cada área do céu 10 vezes em cada um dos 5 filtros. Essa extensão compensa um dos períodos onde efeitos climáticos prejudicaram as observações.

Grandes avanços foram reportados neste encontro. Em particular, foram anunciados os resultados obtidos a partir de observações de supernovas do tipo Ia (206 supernovas detectadas pelo DES e confirmadas por outros experimentos espectroscópicos), que permitem calibrar a relação entre distância e redshift e portanto mapear a expansão acelerada do Universo.

Outro destaque foi a calibração realizada para a relação entre a massa de aglomerados de galáxias e a quantidade de galáxias que eles possuem, a chamada relação massa-riqueza. Para essa calibração foram usados dados de lenteamento gravitacional fraco para medir a massa dos aglomerados de galáxias. Esse resultado possibilitará o uso de dados sobre aglomerados de galáxias em estudos cosmológicos.

Cinco filiados ao LIneA participaram do encontro com apoio do Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia do e-Universo (INCT do e-Universo).

Michel Aguena apresentou 3 seminários:

  • Cluster Clustering: Resultados do trabalho de aglomeração de aglomerados de galáxias nos dados combinados dos 3 primeiros anos do levantamento.
  • Cluster Target Viewer: Divulgação da ferramenta Target Viewer para a visualização e diagnóstico de catálogos de aglomerados de galáxias.
  • WAZP Y1 updates: Atualização sobre o algoritmo desenvolvido para identificação de aglomerados de galáxias (WAZP), incluindo a validação com outros catálogos.

Felipe Andrade-Oliveira apresentou o trabalho:

  • Y1-BAO in Harmonic Space: Parameter Estimation, onde discutiu os métodos estatísticos e testes de robustez no processo de detecção do sinal das oscilações acústicas dos bárions (BAO) através do espectro de potências angular. Utilizando métodos bayesianos, testou sua metodologia em 1800 catálogos simulados e a aplicou a um catálogo de galáxias gerado a partir de obervações do DES Y1. Finalmente, apresentou os resultados obtidos e sua significância estatística.

Rogerio Rosenfeld fez duas apresentações:

  • Planos para testar a matriz de covariância que será usada na análise de dados do terceiro ano de dados do DES. Essa matriz, calculada teoricamente, é de fundamental importância na determinação de parâmetros cosmológicos.
  • Descrição dos catálogos simulados gerados pelo código FLASK (Full-sky Lognormal Astro-fields Simulation Kit).

Vinícius Busti apresentou:

  • Morphologic properties of galaxies in and around galaxy clusters, onde descreve como parâmetros morfológicos de galáxias mudam como função da distância da galáxia ao centro do aglomerado onde ela se encontra. Seu trabalho como participante de um projeto chamado “Balrog” para criar simulações realistas foi citado em duas palestras plenárias no encontro.

Hugo Camacho apresentou:

  • Y1-BAO in Harmonic Space onde relatou os resultados de uma análise que o grupo do LIneA está liderando da detecção de um efeito chamado de Oscilação Acústica de Bárions nos dados do DES a partir da medida do espectro de potência angular da distribuição de galáxias.
Figura – Time do LIneA que participou do encontro da colaboração do DES na Universidade de Texas A&M. Da esquerda para direita: Michel Aguena, Felipe Andrade-Oliveira, Rogerio Rosenfeld, Vinícius Busti e Hugo Camacho. Crédito da imagem: R. Rosenfeld.



08 de junho de 2018

Revelando objetos distantes do halo da Via Láctea

Aglomerados estelares são comuns em nossa e em outras galáxias. Na Via Láctea, os aglomerados mais velhos habitam o halo e, assim como galáxias anãs, são resquício do processo da sua formação. O halo, por ser um componente muito extenso de nossa galáxia, estendendo-se por muitas centenas de milhares de anos-luz em todas as direções, ainda é relativamente pouco explorado. Levantamentos fotométricos profundos como o Dark Energy Survey ( DES) vêm aos poucos revelando mais informações sobre a estrutura e o conteúdo estelar do halo.

Mais um passo nesse sentido foi dado em estudo feito pelo doutorando Elmer Luque (UFRGS) e outros afiliados ao LIneA e INCT do e-Universo, ao descobrir um novo aglomerado estelar, batizado de DES 3, nos confins do halo. A descoberta se deu na segunda metade da tese de doutorado de Elmer, defendida em 11/2017, tendo o artigo referente ao estudo, sido publicado em revista científica em abril deste ano.

A descoberta foi feita com dados do DES, mas a confirmação de que se tratava realmente de um aglomerado estelar exigiu observações adicionais, com maior precisão e profundidade fotométricas. Esses novos dados foram obtidos com o telescópio SOAR, no qual o Brasil tem 30% do tempo de uso. A detecção de um número maior de estrelas com o SOAR ampliou o contraste de densidade com relação às estrelas de campo da Galáxia na mesma direção, confirmando a natureza do objeto. Além disso, as medidas mais precisas permitiram estimar melhor sua distância (76 kpc, em torno de 250 mil anos-luz), tamanho (raio da ordem de 7 pc, em torno de 23 anos-luz), sua idade (em torno de 10 bilhões de anos), sua potência luminosa resultante da soma de suas estrelas (equivalente a 500 vezes a potência luminosa do Sol), e sua composição química (contendo da ordem de 1/100 da quantidade de elementos pesados que o Sol). É portanto um sistema velho, pequeno, com poucas estrelas e contendo poucos elementos pesados, típico do halo Galáctico, mas que figura entre os aglomerados estelares mais distantes conhecidos.

O grupo de participantes DES-Brazil é apoiado também pelo Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia do e-Universo (INCT do e-Universo). O LIneA é apoiado pelo Ministério da Ciência, Tecnologia, Inovação, e Comunicações; Fundação Carlos Chagas de Amparo à Pesquisa do Estado do Rio de Janeiro; Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico; e Financiadora de Estudos e Projetos.

Figura 1 – Na figura, vemos a imagens de DES 3 obtidas com a DECam (à esquerda) e resultante da composição de imagens nos filtros g,r, e i, que proporcionou a descoberta deste aglomerado de estrelas. À direita temos uma imagem obtida com o telescópio SOAR no filtro g, e que por ser mais profunda, permitiu a confirmação da natureza deste aglomerado com a inclusão de novos membros. As fontes mais tênues nesta imagem têm um brilho 15 milhões de vezes mais fraco do que as estrelas mais fracas que vemos no céu noturno a olho nu, numa noite sem Lua e sem poluição luminosa. O aglomerado DES 3 é a concentração densa de estrelas no centro da imagem. As demais fontes, em especial as mais brilhantes, são estrelas de campo da Galáxia, situadas à frente do aglomerado. Na imagem do telescópio SOAR, vemos luz espalhada contaminando uma parte da imagem, mas sem afetar as medidas de DES 3. Crédito da imagem: Luque et al. 2018.



30 de maio de 2018

Afiliados ao LIneA publicam trabalho sobre o Portal Científico

Figura 1 – Exemplo de preparativos feitos com os dados através do Portal Científico antes da utilização dos mesmos para análise científica. Neste caso exemplificamos uma sequência de procedimentos para remoção de efeitos indesejados ou correções necessárias em um catálogo de galáxias antes de ser usado em análises da estrutura em grande escala do Universo. Cada fase é visualizada graficamente através de um painel. Painel (a): Regiões em que a completeza de dados é superior a 80%. Painel (b): Regiões ruins removidas (ex.: onde há estrelas muito brilhantes e saturadas). A seta branca indica a posição de um aglomerado estelar. Painel (c): A magnitude limite em cada região examinada. Painel (d): Mapa binário mostrando regiões com tempo de integração mínimo (no caso 90s). Painel (e): Mapa mostrando a combinação de todos os critérios anteriores. Painel (f): Mapa mostrando a densidade de objetos (estrelas e galáxias) na região examinada. Painel (g): Mapa mostrando a densidade de galáxias após processo de classificação de estrelas e galáxias. Este representa o catálogo pronto para análise científica.

Entre as belas imagens astronômicas e as descobertas científicas existe muito trabalho. Primeiro, as fontes luminosas na imagem precisam ser catalogadas, quando são medidas a posição, brilho, e forma desses objetos. Elementos estranhos, como raios cósmicos que “rasgam” os pixels da imagem, precisam ser removidos.

A região do céu coberta pelo catálogo precisa ser definida para que saibamos a área do levantamento e assim estimar a densidade dessas fontes – o número de objetos dividido pela área. De posse do catálogo, novas medidas podem ser feitas, como a classificação de estrelas e galáxias, ou a determinação de distâncias através de uma técnica conhecida como redshift fotométrico.

Isso é feito por programas de computador, com alguma verificação visual por parte dos cientistas. Facilitar esse processo, é fundamental quando se lida com grandes levantamentos astronômicos. Um exemplo destes grandes levantamentos é o Dark Energy Survey (DES). Para efetuar análises científicas com estes dados faz-se necessária uma sofisticada logística computacional, isto sem falar na aquisição (observações astronômicas) e na redução dos mesmos.

Astrônomos brasileiros participantes deste levantamento, apoiados por um time de tecnologistas, desenvolveram uma infraestrutura de processamento e armazenamento de dados para, através de um “Portal Científico”, facilitar análises em diversas áreas da astronomia. Este portal é mantido pelo Laboratório Interinstitucional de e-Astronomia (LIneA). Parte do trabalho desenvolvido para o Portal Científico é reportado em artigo aceito para publicação na revista especializada Astronomy & Computing, intitulados DES Science Portal – Creating Science-Ready Catalogs.

O Portal é uma solução para o tratamento de Big Data na área de Astronomia que conecta uma base de dados e um ambiente web composto por diversos aplicativos que atuam desde a preparação dos dados, passando pela criação de catálogos de objetos astronômicos de interesse, e culminando na análise científica. Sobre a importância de uma infraestrutura computacional como o Portal na era dos grandes levantamentos astronômicos veja essa notícia.

O artigo é liderado pelo astrofísico e cientista de dados Angelo Fausti Neto, atualmente trabalhando no projeto LSST, e mostra o processo para a confecção de catálogos prontos para serem usados em análises científicas, a partir dos dados fotométricos obtidos da redução das imagens. Dentre os procedimentos necessários durante a produção de tais catálogos, destacam-se:

  • Correções fotométricas (calibração de ponto-zero em magnitudes, correção da extinção galáctica)
  • Classificação estrela/galáxia
  • Seleção de regiões através de diferentes mapas:
    • profundidade,
    • mapas de sistemáticos,
    • máscaras que eliminam regiões inválidas (por exemplo, regiões do céu obstruídas pela presença de uma estrela brilhante),
  • Seleção de objetos, baseada em critérios de qualidade.
  • Adição de quantidades requisitadas pelos aplicativos de ciência para estudos de galáxias, como por exemplo redshifts fotométricos, e estimativas de massa, idade, metalicidade.

Veja detalhes de algumas destas fases descritas na Figura 1. A revista escolhida para a publicação dos artigos foi a Astronomy and Computing, da editora Elsevier, que aborda justamente novas tecnologias e métodos computacionais aplicados à astronomia. Antes de ser submetido à revista, o artigo passou pelo crivo dos membros da colaboração DES em um procedimento conhecido internamente como collaboration wide review (revisão pela colaboração). Enquanto os artigo está no prelo, versão preliminar pode ser encontrada no arXiv.

O grupo de participantes DES-Brazil é apoiado também pelo Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia do e-Universo (INCT do e-Universo). O LIneA é apoiado pelo Ministério da Ciência, Tecnologia, Inovação, e Comunicações; Fundação Carlos Chagas de Amparo à Pesquisa do Estado do Rio de Janeiro; Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico; e Financiadora de Estudos e Projetos.




21 de maio de 2018

CEFET oferece cursos em Ciência de Dados

Na era de Big Data, saber analisar a grande avalanche de dados disponível hoje em dia e extrair informações relevantes é fundamental para a formação do cientista de dados.

Duas áreas se destacam: Aprendizado de máquina e Mineração de Dados. O Aprendizado de máquina nos permite encontrar padrões nos dados, ajustar modelos, e fazer previsões. A mineração de dados aplica técnicas para reorganizar os dados, por exemplo, realizando classificações e agrupamentos, facilitando a extração da informação.

O Programa de Pós-Graduação em Ciência da Computação do CEFET (link) vai oferecer cursos cobrindo essas duas áreas.

Aprendizado de Máquina

Professor responsável: Eduardo Bezerra (http://eic.cefet-rj.br/~ebezerra)

Ementa em http://eic.cefet-rj.br/ppcic/index.php/disciplinas/#CIC1205

Horário das aulas: 5as-feiras, das 13h25min às 17h

Dias planejados para as aulas das aulas:

  • 24 de maio,
  • 7, 14, 21, 28 de junho,
  • 5, 26 de julho,
  • 2, 9, 16, 23 de agosto.

Mineração de Dados

Professor responsável: Eduardo Ogasawara (http://eic.cefet-rj.br/~eogasawara)

Ementa em http://eic.cefet-rj.br/ppcic/index.php/disciplinas/#CIC1213

Horário das aulas: 6as-feiras, das 14h20min às 17h55min

Dias planejados para as aulas das aulas:

  • 25 de maio,
  • 8, 22, 29 de junho,
  • 6, 27 de julho,
  • 3, 10, 17, 24 de agosto.

Os professores do CEFET são membros do INCT do e-Universo, que apoia participantes de grandes levantamentos astronômicos e tem entre as suas atividades a de contribuir para a formação de profissionais preparados para o mundo do Big Data. Em futuro próximo os vídeos destas aulas estarão disponibilizados no site do LIneA.

Big Data



09 de maio de 2018

Alunos do ensino médio aprendem cosmologia. Assistam!

Alunos do Ensino Médio aprenderam um pouco mais sobre o universo no curso “A Física do Universo: Cosmologia” dado na sede do South American Institute for Fundamental Research(ICTP-SAIFR), em São Paulo. O curso de 4 aulas foi ministrado por Rogerio Rosenfeld aos Sábados (de 7 a 28/04) e contou com mais de 130 participantes. Foram abordados tópicos como medidas de distâncias no Universo, a expansão do Universo, e matéria escura e energia escura, dois dos maiores mistérios da física atual.

Se você perdeu a chance de assistir às aulas presencialmente, tem a oportunidade de assistir a qualquer momento, pois todo o material está disponível aqui!

INCT do e-Universo, do qual Rogerio é vice-coordenador, apoia participantes de grandes levantamentos astronômicos e tem entre as suas atividades a de contribuir para a disseminação do conhecimento científico de fronteira ao grande público.

Figura 1 – Aula do curso A Física do Universo. Crédito da imagem: R. Rosenfeld.