Afiliados ao LIneA publicam trabalho sobre o Portal Científico

30 de maio de 2018 | LIneA
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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.

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