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14 de junho de 2021

Lançamento da plataforma “LIneA Science Server” no Brasil

Para facilitar o acesso aos dados acumulados ao longo de seis anos de observação do projeto Dark Energy Survey, o LIneA está disponibilizando acesso aos 600 milhões de objetos detectados numa área de 5.000 graus quadrados do hemisfério sul – o maior levantamento astronômico realizado até hoje. Através dessa interface, o profissional, estudante e o curioso podem visualizar as imagens obtidas em cinco diferentes filtros, sobrepor o catálogo de objetos identificados nessas imagens e explorar suas propriedades em diferentes levantamentos, caso disponível em outros repositórios (e.g. VIZIER, NED).

A interface é a versão mais recente daquela desenvolvida pelo LIneA e disponibilizada no National Center for Supercomputer Applications (NCSA) desde 2018. A vantagem de ter o serviço disponível localmente é a de ter maior governança da infraestrutura física e não depender da conexão internacional, dessa forma melhorando a qualidade do serviço.

Nesta primeira versão alguns serviços (e.g user query) estão sendo adaptados a infraestrutura local e, portanto, ainda não estão disponíveis, mas ficarão em breve.

Tendo em vista a complexidade da ferramenta, o LIneA organizou um primeiro curso sobre a interface e pretende lançar uma segunda edição. Pedimos ainda que qualquer problema com a plataforma seja informado pelos canais disponíveis na própria ferramenta.

Este esforço está também sendo feito em preparação para a implantação e operação de um Independent Data Access Center (IDAC) do Legacy Survey of Space and Time (LSST) aqui no Brasil. A médio prazo, o LIneA irá fazer a curadoria dos dados dos levantamentos do LSST, além do que já é feito para o SDSS e DES, bem como de outros levantamentos sob demanda.

Para conhecer mais a ferramenta, desde seu desenvolvimento até as possibilidades de utilização, apresentamos as perspectivas de dois membros da equipe LIneA diretamente ligados a plataforma: Glauber Vila Verde (Arquiteto de Software) e Adriano Pieres (Pesquisador).

Como foi desenvolver a plataforma?

Glauber Vila Verde: A primeira dificuldade no desenvolvimento de aplicações para ciência é entender a necessidade do pesquisador, afinal “como um desenvolvedor vai entender o que é preciso para a uma análise de dados astronômicos?”. Essa comunicação/tradução das necessidades entre o time de ciência e o time de TI é a primeira barreira no desenvolvimento de qualquer aplicação. Passado essa fase, vêm as complicações imposta pela natureza dos dados: tabelas com bilhões de linhas e centenas de colunas, imagens com Terabytes são grandes demais até para processamento em cluster – imagina para um navegador! Estamos sempre buscando formas de conseguir um equilíbrio entre performance e usabilidade, buscando soluções que já existam e integrando em nossas ferramentas. Essa busca constante por melhores soluções é o que torna o trabalho de desenvolver soluções para ciência tão interessante.

Quais são as mudanças que a plataforma apresenta?

G: A plataforma Science Server passou por muitas melhorias ao longo do tempo, ela foi criada em 2013 como parte do LIneA Science Portal, em 2016 nós decidimos separar o Science Server, que tinha necessidade de estar sempre atualizado com as últimas tecnologias, para desenvolvimento web. Nesse momento, nós reescrevemos a aplicação toda utilizando novos frameworks e redesenhamos sua estrutura. Desde então a ferramenta vem sendo atualizada constantemente, sempre utilizando as últimas versões de suas dependências. Estamos sempre desenvolvendo novas features para facilitar o trabalho dos pesquisadores e integrando novos dados . Agora em 2021 estamos integrando o Science Server ao ambiente do LIneA para atender a comunidade brasileira.

O que a plataforma permite ao usuário?

G: O Science Server foi desenvolvido com intuito de ser uma forma rápida e prática para análise visual de Big Data. Ela permite a visualização de todas as imagens do Dark Energy Survey (DES) com alta qualidade e acesso rápido a partir do navegador do usuário e, além das imagens, é possível acessar os catálogos de objetos, seja por meio de querys ou fazendo um overlay desses objetos na imagem, é possível fazer comparações entre imagens e catálogos. É uma interface intuitiva com muitas features, o que permite o trabalho em equipe em um mesmo conjunto de dados, como nas validações de imagens utilizando o tile viewer ou no target viewer com a análise de lista de objetos de interesse de um determinado grupo.

Quais são as contribuições que as ferramentas do LIneA Science Server podem trazer para pesquisa/pesquisador?

Adriano Pieres: As contribuições que esta plataforma pode trazer para o pesquisador são inúmeras e indispensáveis. Outliers, objetos no limite da classificação, asteroides, galáxias extensas na imagem e uma série de artefatos nos catálogos são quebra-cabeças para o pesquisador quando possui apenas o catálogo de fontes, somente se revelando quando vistos nas imagens coadicionadas. E quando se tem um levantamento de 5000 graus quadrados é muito mais prático abrir a plataforma em uma página no browser e procurar pela localização do objeto do que selecionar uma imagem, baixar, analisar, procurar pela posição. Soma-se a isso a possibilidade de fazer o upload de catálogos, efetuar queries no bando de dados, ter os cutouts dos objetos. Enfim, uma grande gama de possibilidades a um clique de distância.

O que esperar do futuro para a ferramenta?

A: Vejo o futuro da ferramenta com um acoplamento com o Jupyter Notebook, de forma que o usuário tenha uma área para melhor avaliar os dados, inclusive contando com a integração entre as ferramentas já disponível (como no caso do UserQuery e TargetViewer). Além disso, o gerenciamento e disponibilidade de novos dados públicos vai fazer com que a ferramenta tenha um alcance ainda maior tanto em número de usuários, como em profundidade e área coberta pelos novos levantamentos para os usuários que virão.

Para utilizar a Plataforma LIneA Science Server, basta acessar o site linea.gov.br, na página inicial ir até “Acesso a Dados” e clicar no ícone “DES Brasil”.

O LIneA e o INCT do e-Universo tem como missão apoiar a participação de pesquisadores associados a instituições brasileiras em grandes levantamentos astronômicos como o Dark Energy Survey (DES), Sloan Digital Sky Survey (SDSS), Dark Energy Spectroscopic Instrument (DESI), Legacy Survey of Space and Time (LSST) e outros projetos internacionais como o Transneptunian Occultation Network (TON).

O LIneA é um instituto de ciência e tecnologia privado cuja missão é viabilizar a participação de pesquisadores e estudantes em colaborações internacionais; apoiar centros emergentes, fornecer acesso a acervos de dados astronômicos e a uma infraestrutura de processamento intensivo de dados, e desenvolver soluções para problemas de big data nas áreas de astronomia e cosmologia. Atualmente as atividades do LIneA são apoiadas pela FINEP e pelo INCT do e-Universo.




01 de junho de 2021

LIneA planeja serviços de e-ciência para a comunidade

O LIneA se prepara para oferecer diferentes serviços de e-ciência para a comunidade brasileira. Entre esses serviços estão incluídos: 1) Skyserver/Cajobs para acessar os dados do SDSS incluindo DR17; 2) LIneA Science Server para acessar os dados do DES DR2 e outras coleções; e 3) em breve Jupyter Lab.

Além disso, como preparação para a implantação do centro de dados para o LSST, estamos considerando disponibilizar outros serviços, entre os quais:

  • Data lake para armazenar dados brutos de pesquisadores individuais ou de grupos de pesquisa, seja de dados brutos de observações ou de simulações numéricas.
  • Data warehouse para armazenar dados processados ou reduzidos que possam ser facilmente localizados, acessíveis e recuperáveis pelos proprietários ou por outros usuários.
  • Repositório de dados usados em publicações.
  • Processamento de alto desempenho.

Caso esteja interessado em algum desses serviços, por favor preencha até o dia 30/06/2021 este formulário indicando interesse, o serviço desejado e a estimativa de necessidades nos primeiros 12 meses. Sua participação é fundamental para nosso planejamento.

O LIneA é um instituto de ciência e tecnologia privado cuja missão é viabilizar a participação de pesquisadores e estudantes em colaborações internacionais; apoiar centros emergentes, fornecer acesso a acervos de dados astronômicos e a uma infraestrutura de processamento intensivo de dados, e desenvolver soluções para problemas de big data nas áreas de astronomia e cosmologia. Atualmente as atividades do LIneA são apoiadas pela FINEP e pelo INCT do e-Universo.




28 de maio de 2021

Data Science Fellowship Program – chamada pública

LSSTC, do qual o LIneA é membro, anuncia o Data Science Fellowship Program. O programa é um treinamento de dois anos voltado para aperfeiçoar habilidades necessárias para a ciência de Big Data do LSST. Venha concorrer e participar do time brasileiro no projeto LSST. 
Para mais informações sobre o programa visite este site. Para concorrer preencha este formulário até 11 de junho de 2021.Equipe LIneA

O LIneA é um instituto de ciência e tecnologia privado cuja missão é viabilizar a participação de pesquisadores e estudantes em colaborações internacionais; apoiar centros emergentes, fornecer acesso a acervos de dados astronômicos e a uma infraestrutura de processamento intensivo de dados, e desenvolver soluções para problemas de big data nas áreas de astronomia e cosmologia. Atualmente as atividades do LIneA são apoiadas pela FINEP e pelo INCT do e-Universo.




27 de maio de 2021

O Dark Energy Survey anuncia a análise mais precisa sobre a evolução do universo

Resumo:

A colaboração Dark Energy Survey (DES) criou os maiores mapas da distribuição e das formas das galáxias, descrevendo a distribuição tanto da matéria comum quanto da matéria escura no universo até uma distância de mais de 7 bilhões de anos-luz. A análise, que inclui os três primeiros anos de dados do levantamento, é consistente com previsões do melhor modelo atual do universo, o modelo cosmológico padrão. No entanto, permanecem indícios do DES e de outros experimentos que a matéria no universo atual é alguns por cento menos aglomerada (ou amontoada) do que o previsto.

Artigo:

Novos resultados do Dark Energy Survey (DES) usam a maior amostra de galáxias já obtida em uma grande parte do céu para produzir as medições mais precisas da composição e crescimento do universo até o momento. Os cientistas mediram que a maneira como a matéria é distribuída por todo o universo é consistente com previsões no modelo cosmológico padrão, o melhor modelo atual do universo.

Ao longo de seis anos, o DES inspecionou 5.000 graus quadrados – quase um oitavo de todo o céu – em 758 noites de observação, catalogando centenas de milhões de objetos. Os resultados anunciados hoje se baseiam em dados dos três primeiros anos — 226 milhões de galáxias observadas ao longo de 345 noites — para criar os maiores e mais precisos mapas até agora da distribuição de galáxias no universo em épocas relativamente recentes.

Como o DES estudou galáxias próximas, bem como aquelas a bilhões de anos-luz de distância, seus mapas fornecem tanto um instantâneo da atual estrutura em grande escala do universo e um filme de como essa estrutura evoluiu ao longo dos últimos 7 bilhões de anos.

Para testar o modelo atual do universo desenvolvido por cosmólogos, os cientistas do DES compararam seus resultados com as medições do satélite Planck da Agência Espacial Europeia. Planck usou sinais de luz conhecidos como o fundo cósmico de micro-ondas para perscrutar o universo primitivo, apenas 400.000 anos após o Big Bang. Os dados de Planck dão uma visão precisa do universo há 13 bilhões de anos, e o modelo cosmológico padrão prevê como a matéria escura deve evoluir para o presente. Se as observações do DES não corresponderem a esta previsão, há possivelmente um aspecto desconhecido para o universo. Embora os resultados divulgados recentemente sejam consistentes com a previsão, ainda há indícios do DES e de vários levantamentos de galáxias anteriores de que o universo atual é alguns por cento menos amontoado do que o previsto — um achado intrigante digno de uma investigação mais aprofundada.

Foto 1: O Dark Energy Survey registrou cerca de 5.000 graus quadrados do céu meridional. A pesquisa mapeou centenas de milhões de galáxias para ajudar os pesquisadores a entender a expansão acelerada de nosso universo. Foto: Reidar Hahn, Fermilab.

“No aspecto de restringir o que sabemos sobre a distribuição e estrutura da matéria em grandes escalas, influenciadas pela energia escura, o DES obteve limites que rivalizam e complementam os obtidos através do fundo cósmico de micro-ondas”, disse Brian Yanny, cientista da Fermilab que coordenou o processamento e o gerenciamento de dados do DES. “É emocionante ter as medidas mais precisas do que está lá fora e uma melhor compreensão de como o universo mudou de sua infância até hoje.”

A matéria comum representa apenas cerca de 5% do universo. A energia escura, que os cosmólogos assumem como impulsionadora da expansão acelerada do universo, contrabalançando a força da gravidade, é responsável por cerca de 70%. Os últimos 25% são a matéria escura, cuja influência gravitacional une galáxias. Tanto a matéria escura quanto a energia escura permanecem invisíveis e misteriosas, mas o DES procura iluminar suas naturezas estudando como a competição entre eles molda a estrutura em larga escala do universo ao longo do tempo cósmico.

O DES fotografou o céu noturno usando a Câmera de Energia Escura de 570 megapixels no telescópio Blanco de 4 metros no Observatório Interamericano de Cerro Tololo, no Chile, uma divisão do NOIRLab da National Science Foundation. Uma das câmeras digitais mais poderosas do mundo, a Câmera de Energia Escura foi projetada especificamente para o DES, construída e testada na Fermilab. Os dados do DES foram processados no National Center for Supercomputing Applications da Universidade de Illinois em Urbana-Champaign.

“Essas análises são verdadeiramente o estado-da-arte, exigindo inteligência artificial e computação de alto desempenho conduzidas pelos jovens cientistas mais inteligentes ao redor”, disse Scott Dodelson, físico da Universidade Carnegie Mellon, que co-lidera o Comitê de Ciências do DES com Elisabeth Krause, da Universidade do Arizona. “Que honra fazer parte desta equipe.”.

Para quantificar a distribuição da matéria escura e o efeito da energia escura, o DES se baseou em dois fenômenos principais. Primeiro, em grandes escalas, as galáxias não são distribuídas aleatoriamente pelo espaço, mas sim formam uma estrutura como uma teia devido à gravidade da matéria escura. O DES mediu como essa teia cósmica evoluiu ao longo da história do universo. A aglomeração de galáxias que forma a teia cósmica, por sua vez, revelou regiões com maior densidade de matéria escura.

Segundo, o DES detectou a assinatura da matéria escura através de lentes gravitacionais fracas. À medida que a luz de uma galáxia distante viaja pelo espaço, a gravidade da matéria comum e da matéria escura pode desviá-la, resultando em uma imagem distorcida da galáxia vista da Terra. Ao estudar como as formas aparentes das galáxias distantes estão alinhadas entre si e com as posições de galáxias próximas ao longo da linha de visão, os cientistas do DES inferiram a distribuição espacial (ou aglomeração) da matéria escura no universo.

Foto 2: O Dark Energy Survey fotografou o céu noturno usando a Camêra de Energia Escura de 570 megapixels no telescópio Blanco de 4 metros no Cerro Tololo, Inter-American Observatory no Chile, uma divisão do NOIRLab da National Science Foundation. Foto: Reidar Hahn, Fermilab

Analisar as enormes quantidades de dados coletados pelo DES foi um empreendimento formidável. A equipe começou analisando apenas o primeiro ano de dados, que foi divulgado em 2017. Esse processo preparou os pesquisadores para usar técnicas mais sofisticadas para analisar o conjunto de dados maior, que inclui a maior amostra de galáxias já usadas para estudar lentes gravitacionais fracas.

Por exemplo, calcular o desvio para o vermelho (“redshift”) de uma galáxia – a mudança no comprimento de onda da luz devido à expansão do universo – é um passo fundamental para medir como tanto o agrupamento de galáxias quanto o lenteamento gravitacional fraco mudam durante a história cósmica. O redshift de uma galáxia está relacionado à sua distância, o que permite que o agrupamento seja caracterizado tanto no espaço quanto no tempo.

“Houve uma melhora significativa na forma de calibrar as distribuições de redshifts nos catálogos da galáxia”, disse Judit Prat, pós-doutora da Universidade de Chicago, que analisou lentes gravitacionais fracas capturadas pelo DES. “Foi um esforço enorme no qual as pessoas trabalharam muito. Agora temos um método que ninguém usou antes, e é muito robusto.”

Dez regiões do céu foram escolhidas como “campos profundos” que a Câmera de Energia Escura examinou repetidamente ao longo do levantamento. “Empilhar” essas imagens permitiu que os cientistas vislumbrassem galáxias mais distantes. A equipe então usou as informações do redshift dos campos profundos para calibrar as medições dos redshifts no resto da região do levantamento. Este e outros avanços nas medições e modelagem, juntamente com um aumento de três vezes de dados em relação ao primeiro ano, permitiram que a equipe determinasse a densidade e o agrupamento do universo com precisão sem precedentes.

Junto com a análise dos sinais de lente fraca, o DES também mede outras quantidades que restringem o modelo cosmológico de maneiras independentes: aglomeração de galáxias em escalas maiores (oscilações acústicas de bárions), a frequência de grandes aglomerados de galáxias, e medições de alta precisão dos brilhos e redshifts das supernovas do tipo Ia. Essas medidas adicionais serão combinadas com a análise atual de lentes gravitacionais fracas para produzir restrições ainda mais rigorosas no modelo padrão.

“O DES forneceu resultados científicos com um custo eficiente e de ponta diretamente relacionados à missão da Fermilab de perscrutar a natureza fundamental da matéria, energia, espaço e tempo”, disse o diretor da Fermilab, Nigel Lockyer. “Uma equipe dedicada de cientistas, engenheiros e técnicos de instituições ao redor do mundo concretizou o DES.”

A colaboração do DES é composta por mais de 400 cientistas de 25 instituições em sete países.

“A colaboração é notavelmente jovem. Está fortemente direcionada para pós-doutores e estudantes de pós-graduação que estão fazendo uma enorme quantidade desse trabalho”, disse o diretor e porta-voz do DES, Rich Kron, que é cientista da Fermilab e da Universidade de Chicago. “Isso é muito gratificante. Uma nova geração de cosmólogos está sendo treinada usando o Dark Energy Survey.”

O DES concluiu suas observações do céu noturno em 2019. Com a experiência de analisar a primeira metade dos dados, a equipe agora está preparada para lidar com o conjunto completo de dados. Espera-se que a análise final do DES obtenha uma imagem ainda mais precisa da matéria escura e da energia escura no universo. E os métodos desenvolvidos pela equipe abriram caminho para futuras pesquisas no céu para sondar os mistérios do cosmos.

“O verdadeiro legado do DES serão os avanços que tivemos que fazer que foram essenciais para este resultado-chave, e que serão críticos para a próxima geração de experimentos cosmológicos que começam em breve”, disse Michael Troxel, físico da Duke University e coordenador-chefe do projeto para a análise de dados de três anos do DES. Os próximos experimentos incluem tanto experimentos de imageamento baseados no espaço quanto levantamentos em telescópios terrestres, como o Vera C. Rubin Observatory Legacy Survey of Space and Time (LSST).

“Com esses instrumentos que construímos para olhar para o escuro, estamos trabalhando para resolver mistérios universais”, disse Troxel.

Foto 3: Imagem de campo profundo: dez áreas no céu foram selecionadas como “campos profundos” que a Camêra de Energia Escura fotografou várias vezes durante a pesquisa, fornecendo um vislumbre de galáxias e ajudando a determinar sua distribuição 3-D no cosmos. Foto: Dark Energy

A participação de cientistas brasileiros no DES só foi possível graças às contribuições in-kind feitas pelo Laboratório Interinstitucional de e-Astronomia (LIneA) à colaboração ao longo dos mais de 14 anos com o apoio financeiro do Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia do e-Universo, FINEP, CNPq, FAPERJ e FAPESP. “Para essa análise a maior contribuição direta da equipe brasileira foi no estudo e validação da chamada matriz de covariância, importante ingrediente para a estimativa de parâmetros cosmológicos a partir das medidas observacionais, e da análise da Oscilação Acústica de Bárions.”, disse Rogério Rosenfeld, professor da IFT-UNESP/ICTP-SAIFR e um dos pesquisadores brasileiros envolvidos neste estudo.

“É com enorme satisfação ver os pesquisadores brasileiros, na sua maioria no início de carreira, participarem proativamente neste trabalho de vanguarda.” comenta o Diretor geral do LIneA, Luiz Nicolaci. “Isso mostra que estamos preparados para contribuir efetivamente para o próximo grande experimento, o Legacy Survey of Space and Time”, completa Nicolaci.

Os resultados recentes do DES serão apresentados em um seminário científico em 27 de maio. Vinte e nove trabalhos estão disponíveis no repositório online arXiv.org.

A participação de cientistas brasileiros no DES é coordenada pelo Laboratório Interinstitucional de e-Astronomia, LIneA, e pelo Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia do e-Universo, com apoio financeiro da FINEP, CNPq, FAPERJ e FAPESP.

Vídeo do resultado Dark Energy Survey: Exploring 7 billion light years of space with the Dark Energy Survey (legenda em Português gerada automaticamente pelo YouTube)

O Dark Energy Survey é uma colaboração de mais de 400 cientistas de 25 instituições em sete países. Para obter mais informações sobre a pesquisa, visite o site do experimento.

O financiamento para os Projetos DES foi fornecido pelo Departamento de Energia dos EUA, pela Fundação Nacional de Ciência dos EUA, pelo Ministério da Ciência e Educação da Espanha, pelo Conselho de Instalações de Ciência e Tecnologia do Reino Unido, pelo Conselho de Financiamento do Ensino Superior da Inglaterra, pelo Centro Nacional de Aplicações de Supercomputação da Universidade de Illinois em Urbana-Champaign, pelo Instituto Kavli de Física Cosmológica da Universidade de Chicago, pela Financiadora de Financiamento e Projetos no Brasil, Fundação Carlos Chagas Filho de Apoio à Pesquisa do Estado do Rio de Janeiro, Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico e Ministério da Ciência e Tecnologia, Fundação Alemã de Pesquisa e instituições colaboradoras na Pesquisa de Energia Escura.

O Observatório Inter-Americano de Cerro Tololo é um programa do NOIRLab da NSF, operado pela a Associação de Universidades de Pesquisa em Astronomia (AURA) no âmbito de uma cooperativa em acordo com a National Science Foundation. NSF é uma Agência Federal independente criada pelo Congresso em 1950 para promover o progresso da ciência. A NSF apoia a pesquisa básica e as pessoas para criar conhecimento que transforma o futuro.

A NCSA da Universidade de Illinois em Urbana-Champaign fornece supercomputação e recursos digitais para o empreendimento científico do país. Na NCSA, corpo docente da Universidade de Illinois, funcionários, alunos e colaboradores de todo o mundo usam recursos digitais avançados para enfrentar os grandes desafios da pesquisa para o benefício da ciência e da sociedade. A NCSA tem avançado um terço da Fortune 50® por mais de 30 anos, trazendo a indústria, pesquisadores e alunos juntos para resolver grandes desafios em alta velocidade e escala. Para maiores informações, visite www.ncsa.illinois.edu.

Fermilab é o principal laboratório nacional da América para física de partículas e pesquisa de aceleradores. Laboratório do Departamento de Energia dos EUA, o Fermilab está localizado perto de Chicago, Illinois, e operado sob contrato pela Fermi Research Alliance LLC. Visite o site da Fermilab em www.fnal.gov e siga-nos no Twitter em @Fermilab.

O DoE Office of Science é o maior defensor da pesquisa básica nas ciências físicas nos Estados Unidos e está trabalhando para enfrentar alguns dos desafios mais urgentes de nosso tempo. Para mais informações, visite science.energy.gov.

O LIneA é um instituto de ciência e tecnologia privado cuja missão é viabilizar a participação de pesquisadores e estudantes em colaborações internacionais; apoiar centros emergentes, fornecer acesso a acervos de dados astronômicos e a uma infraestrutura de processamento intensivo de dados, e desenvolver soluções para problemas de big data nas áreas de astronomia e cosmologia. Atualmente as atividades do LIneA são apoiadas pela FINEP, e CNPq e FAPERJ através do programa dos INCTs. Visite o site do LIneA www.linea.gov.br e acompanhe as atualizações no Twitter @LIneA_mcti e Facebook @LIneA.mcti.

Fonte: Fermilab (link)
Tradução: Equipe LIneA




26 de maio de 2021

Reunião de Avaliação Minicurso LIneA: Módulo II – Jupyter Notebooks

Prosseguindo com as avaliações planejadas para os módulos que compõem o minicurso “Introdução a ferramentas computacionais aplicadas à e-Astronomia”, no dia 26 de abril de 2021 aconteceu o encontro para o módulo II: Jupyter Notebooks.

O minicurso está sendo estruturado em três módulos: 1) LIneA Science Server – dividido em duas aulas, no formato de apresentação, introduzindo as várias funcionalidades da ferramenta e casos de aplicação; 2) Jupyter Notebooks – dividido em quatro aulas expositivas com demonstrações práticas dos notebooks; 3) Aplicações na Astronomia – dividido em quatro aulas práticas com pesquisadores de diferentes áreas de estudo.

O módulo II está sendo preparado e desenvolvido pela cientista de dados no LIneA, Julia Gschwend, com foco na ferramenta Jupyter notebook que é usada para introduzir as linguagens Python e SQL, além de várias bibliotecas úteis para a análise científica. Na apresentação, foi feita uma demonstração da ferramenta, com diversos exemplos de aplicação das suas funcionalidades, passando por todos os temas que serão explorados nas quatro aulas que são pretendidas para o módulo.

Imagem 1: Exemplo das funções no Jupyter Notebook.

O planejamento para as quatro aulas são: 1) Introdução ao Jupyter – instalação, navegação, criação e execução, importar bibliotecas, definir funções simples, alimentar o notebook com textos, equações, arquivos anexos e acessar a documentação; 2) Python básico e operações com arrays usando Numpy – como transformar um notebook em uma apresentação de slides; tipos de variáveis e operações, listas, tuplas e dicionários, condicionais e loops, funções, módulos e pacotes, conceitos de objeto e classe, operações de matrizes usando Numpy; 3) Acesso a Dados, SQL básico e Pandas – acessar o LIneA Science Server, SQL básico para fazer queries no banco de dados, download dos dados, ler arquivos a partir de um notebook, criar um dataframe e imprimir estatísticas básicas com a biblioteca Pandas; 4) Visualizações de dados – criar gráficos básicos com Matplotlib, customizar gráficos, criar gráficos elegantes com biblioteca Seaborn e exportar notebooks (HTML, PDF, LaTeX).

A comissão avaliadora foi formada por: Carlos Infante Castro (SulAmérica), Elmo Faria (RNP), Lucimar Cunha (Faeterj – Petrópolis), Pedro Flexa Ribeiro (Colégio Andrews) e Tiago Maluta (Fundação Lemann).

Na reunião participaram os membros da comissão e vários convidados, entre os quais: Ana Luiza Sério (ICTP/SAIFR), Beatriz Miné (Colégio Andrews), Bruno Guingo (Faeterj – Petrópolis), Leandro Ciuffo (RNP), José Lages (Colégio Andrews), Patrícia Novais (Head de ciência de dados na SulAmérica) e Raphael Kapa (Colégio Andrews).

A apresentação do conteúdo do módulo foi seguida por um período de debate, quando ficou claro que todos reconhecem o grande potencial do curso para atender a diferentes públicos-alvo. Como de costume, a comissão ficou encarregada de elaborar um relatório com seus comentários e sugestões para o conteúdo do módulo. O LIneA espera anunciar a realização desse módulo, em forma experimental, para julho deste ano – destinado para estudantes de Ensino Médio.

O LIneA e o INCT do e-Universo tem como missão apoiar a participação de pesquisadores associados a instituições brasileiras em grandes levantamentos astronômicos como o Dark Energy Survey (DES), Sloan Digital Sky Survey (SDSS), Dark Energy Spectroscopic Instrument (DESI), Legacy Survey of Space and Time (LSST) e outros projetos internacionais como o Transneptunian Occultation Network (TON).

O LIneA é um instituto de ciência e tecnologia privado cuja missão é viabilizar a participação de pesquisadores e estudantes em colaborações internacionais; apoiar centros emergentes, fornecer acesso a acervos de dados astronômicos e a uma infraestrutura de processamento intensivo de dados, e desenvolver soluções para problemas de big data nas áreas de astronomia e cosmologia. Atualmente as atividades do LIneA são apoiadas pela FINEP e pelo INCT do e-Universo.




Workshop LIneA: On the Future of Data Centers and eScience Institutes – Celebrating LIneA’s 10th Anniversary

Entre os dias 13 e 15 de Abril de 2021 foi realizado o Workshop LIneA – cuja organização foi o fruto de um esforço da equipe LIneA em colaboração com os membros do Comitê Organizador Internacional.

O Workshop reuniu 25 pesquisadores representando projetos/laboratórios de grande renome internacional ligados aos maiores centros de dados atuais. As áreas de concentração envolviam temas da astronomia, física, área espacial, institutos de e-Ciência e representantes da indústria.

O objetivo do Workshop foi reunir experts na área e debater o futuro dos centros de dados com a chegada de grandes projetos em Astronomia, como o Legacy Survey of Space and Time (LSST) e o Square Kilometer Array (SKA) entre outros.

No total, o Workshop recebeu 264 inscrições nacionais e internacionais. Durante as lives foi alcançada, em média, uma audiência de mais de 80 pessoas acompanhando simultaneamente o Workshop durante os três dias de programação.

Imagem 1: Audiência do Workshop via chat no YouTube

Nas redes sociais o Workshop foi comentado por alguns perfis no Twitter, como o ESCAPE (imagem 2), Astro Data Lab (imagem 3) e BigIDIA (imagem 4). Além de marcar o perfil do LIneA diretamente nas mídias sociais, também foi criada a hashtag #LIneA2021Workshop para o evento.

Imagem 2: Postagem ESCAPE
Imagem 3: Postagem Astro Data Lab
Imagem 4: Postagem BigIDIA

Após os três dias de imersão, com ampla participação nos debates por parte dos participantes, a equipe preparou e enviou um questionário a fim de avaliar o evento.

Em suma, o formato via YouTube e o método adotado para perguntas – via chat do YouTube e Slack – foi bem aceito pela maioria dos participantes, que elogiaram a qualidade das apresentações.

Os vídeos e slides das apresentações já se encontram disponíveis e podem ser acessados na página do Workshop (aqui). O workshop faz parte do esforço do LIneA de se preparar para hospedar um Independent Data Access Center (iDAC) do LSST no Brasil.

O LIneA e o INCT do e-Universo tem como missão apoiar a participação de pesquisadores associados a instituições brasileiras em grandes levantamentos astronômicos como o Dark Energy Survey (DES), Sloan Digital Sky Survey (SDSS), Dark Energy Spectroscopic Instrument (DESI), Legacy Survey of Space and Time (LSST) e outros projetos internacionais como o Transneptunian Occultation Network (TON).

O LIneA é um instituto de ciência e tecnologia privado cuja missão é viabilizar a participação de pesquisadores e estudantes em colaborações internacionais; apoiar centros emergentes, fornecer acesso a acervos de dados astronômicos e a uma infraestrutura de processamento intensivo de dados, e desenvolver soluções para problemas de big data nas áreas de astronomia e cosmologia. Atualmente as atividades do LIneA são apoiadas pela FINEP e pelo INCT do e-Universo.




20 de abril de 2021

Data Preview 0: Liberação de catálogo de dados simulados do LSST

O Observatório Rubin promove inscrições para a seleção de candidatos para acesso ao Data Preview 0 (DP0). A chamada está aberta para os data right holders da comunidade científica, no Brasil, os membros do Brazilian Participation Group (BPG) poderão se candidatar. Neste primeiro momento, espera-se preencher até 225 das 300 vagas disponíveis, com o restante sendo disponibilizado na segunda chamada em Janeiro de 2022. Há ainda 30 vagas, das 225, reservadas para os membros do Dark Energy Science Collaboration (DESC), do qual alguns membros do BPG também fazem parte. A inscrição fica aberta até o dia 30 de Abril de 2021, e os dados simulados serão liberados em 30 de Junho de 2021.

Um dos objetivos do DP0 é de proporcionar um contato antecipado com a Rubin Science Platform (RSP), que será a forma de acessar os dados do LSST, assim como a oportunidade de se preparar melhor para fazer ciência com os inéditos dados do LSST. Até a consolidação do SLAC como a US Data Facility os dados serão armazenados na nuvem, isto é, o DP0 será hospedado o Interim Data Facility (IDF) em sua Google Cloud, por conta de um acordo de três anos, realizado em Dezembro de 2020, entre o Observatório e a Google.

Figura 1: Foto do Observatório Rubin, tirada no pôr do sol, iluminado pela lua cheia.

O catálogo disponibilizado faz parte do segundo Data Challenge (DC2) gerado pelo DESC, que conta com simulações realistas para diversos aspectos astrofísicos. O DC2 simula cinco dos dez anos planejados para o LSST, com dados de seis bandas ópticas em uma área de 300 graus quadrados. Mais informações sobre o DC2 podem ser encontradas no The LSST DESC DC2 Simulated Sky Survey.

Figura 2: Demonstra a apresentação do Rubin Science Platform.

Essa iniciativa é a primeira de três amostras que serão disponibilizadas durante o período que antecede o começo das Operações Rubin. Os DP1 e DP2 são baseados em dados obtidos durante o comissionamento do Observatório Rubin, e o DP0 distribui dados simulados que imitam os que esperamos obter com o LSST. O DP0 é dividido em dois estágios: o primeiro, DP0.1 – com início em 30 de Junho de 2021 – contém imagens e catálogos do DC2 conforme processados pelos pipelines científicos do LSST; já o DP0.2 – disponível em 31 de Março de 2022 – traz as imagens e catálogos do DC2 que serão reprocessados pelo Observatório Rubin utilizando uma versão mais nova das pipelines.

O LIneA e o INCT do e-Universo tem como missão apoiar a participação de pesquisadores associados a instituições brasileiras em grandes levantamentos astronômicos como o Dark Energy Survey (DES), Sloan Digital Sky Survey (SDSS), Dark Energy Spectroscopic Instrument (DESI), e o Legacy Survey of Space and Time (LSST).

O LIneA é um instituto de ciência e tecnologia privado cuja missão é viabilizar a participação de pesquisadores e estudantes em colaborações internacionais; apoiar centros emergentes, fornecer acesso a acervos de dados astronômicos e a uma infraestrutura de processamento intensivo de dados, e desenvolver soluções para problemas de big data nas áreas de astronomia e cosmologia. Atualmente as atividades do LIneA são apoiadas pela FINEP, FAPERJ, CNPq, CAPES e pelo INCT do e-Universo.




16 de abril de 2021

Asteroide cruzador da órbita da Terra (99942) Apophis observado pela primeira vez pela técnica de ocultações estelares

O asteroide Apophis é um objeto fascinante porque faz regularmente passagens próximas à Terra: por exemplo, em março de 2021 ele passou a 16,8 milhões de km e em abril de 2029, que ele passará a apenas 31.000 km da superfície da Terra (12 vezes mais perto que a Lua ou tão perto quanto os satélites de comunicação geoestacionários). Sua trajetória e o risco de impacto com a Terra são acompanhados de perto desde sua descoberta em 2004.

Nos dias 7 e 22 de março de 2021, pela primeira vez duas ocultações estelares por Apophis foram observadas, por iniciativa de J. Desmars (IMCCE/IPSA/Obs.Paris, França), D. Souami e B. Sicardy (LESIA/Obs.Paris, França), B. E. Morgado e C. L. Pereira (Observatório Nacional e LIneA, Brasil) e F. Braga-Ribas (UTFPR, Observatório Nacional e LIneA, Brasil) como parte do projeto ERC Lucky Star com colaboração de diversos pesquisadores do TON/LIneA. Além disso, este projeto contou com a colaboração de P. Tanga (OCA, França), K. Tsiganis (Univ. Tessalônica, Grécia), Marc Buie (SWRI, EUA) e John Irwin (IOTA-US, EUA), e várias equipes de astrônomos profissionais e amadores.

Modelo da forma 3D de Apophis determinada utilizando observações de radar (Brozovic et al., 2018) de 450 x 170 metros, em comparação com a altura da Torre Eiffel em Paris/França (300 metros) e o Cristo Redentor no Rio de Janeiro/Brasil (38 metros)
A direita, modelo orbital de Apophis durante sua aproximação em abril de 2029, quando o asteroide irá passar a aproximadamente 31.000 quilômetros da Terra, tão perto quanto os satélites de comunicação geoestacionários (pontos azuis). Fonte: NASA/JPL-Caltech.

Ocultações estelares determinam o tamanho e a forma de pequenos corpos do Sistema Solar com uma precisão melhor que o quilômetro. Além disso, também nos fornecem posições do objeto em sua órbita com extrema precisão. Para fazer suas previsões, no entanto, é necessário conhecer o movimento do corpo e a posição da estrela. Além disso, é importante termos uma densa rede de telescópios ao longo do caminho da ocultação para que possamos observá-las. Para um objeto como Apophis (de apenas 380 m de diâmetro), esta detecção só foi possível graças à precisão do catálogo Gaia e a experiência da equipe do TON/LIneA e Lucky Star. Observar este evento é como medir o tamanho de uma moeda de um real a uma distância de 1000 km.

A participação de astrônomos amadores com telescópios móveis foi decisiva no sucesso dessas observações. Um total de 3 estações registraram o evento de 7 de março e uma estação registrou o evento de 22 de março*. Estes eventos duraram menos de 0,1 segundos. Apophis torna-se, assim, o primeiro objeto de algumas centenas de metros a ser observado com a técnica de ocultações estelares. Esta detecção trata-se de um recorde absoluto em termos de tamanho de objeto detectado por esta técnica. Até então, o maior objeto detectado por uma ocultação era 10 vezes maior do que Apophis, e já era considerado um grande feito pela comunidade. As posições obtidas são complementares e equivalentes em precisão às observações de radar, com a vantagem de serem mais baratas.

Além de descartar qualquer risco de impacto para os próximos 100 anos, essas observações também nos permitiram medir baixíssimas acelerações no movimento de Apophis devido ao efeito Yarkovsky (uma força muito pequena devido à emissão térmica do corpo), que tem um papel importante na dinâmica do objeto (importante para prever os futuros encontros próximos com a Terra). Os benefícios científicos são enormes.

O sucesso dessas ocultações anuncia uma nova era no estudo de asteroides próximos à Terra. Após as ocultações estelares bem sucedidas pelo geocruzador Phaeton (6 km de diâmetro) em 2019 e as ocultações por Apophis em março de 2021, podemos agora considerar ocultações por outros asteroides, como o geocruzador Didymos, objeto alvo das missões espaciais DART (NASA) e Hera (ESA).

O LIneA e o INCT do e-Universo tem como missão apoiar a participação de pesquisadores associados a instituições brasileiras em grandes levantamentos astronômicos como o Dark Energy Survey (DES), Sloan Digital Sky Survey (SDSS), Dark Energy Spectroscopic Instrument (DESI), e o Legacy Survey of Space and Time (LSST).

O LIneA é um instituto de ciência e tecnologia privado cuja missão é viabilizar a participação de pesquisadores e estudantes em colaborações internacionais; apoiar centros emergentes, fornecer acesso a acervos de dados astronômicos e a uma infraestrutura de processamento intensivo de dados, e desenvolver soluções para problemas de big data nas áreas de astronomia e cosmologia. Atualmente as atividades do LIneA são apoiadas pela FINEP, FAPERJ, CNPq, CAPES e pelo INCT do e-Universo.

* Recentemente, em 04 e 11 de Abril, mais duas ocultações foram observadas com êxito nos Estados Unidos.

Notícia original: https://www.observatoiredeparis.psl.eu/l-asteroide-apophis-observe.html?lang=fr

Contatos:

  • Bruno Morgado (Observatório Nacional e LIneA, Brasil)
  • Felipe Braga-Ribas (UTFPR, Observatório Nacional e LIneA, Brasil)
  • Chrystian Luciano Pereira (Observatório Nacional e LIneA, Brasil)



13 de abril de 2021

LIneA/INCT e agência Propósito organizam a pesquisa: Brasil na era do LSST

Buscando se preparar o para a era do Legacy Survey of Space and Time (LSST) o LIneA, em colaboração com a agência Propósito, desenvolveu um questionário voltado para toda comunidade científica e o público em geral, a fim de avaliar percepções, opiniões, sugestões, casos de uso, interesse e entender as possíveis e futuras demandas que ocorrerão com a entrada dos dados do LSST, prevista para 2023.

O convite para participação na pesquisa foi amplamente compartilhado entre diversas Instituições de ensino (cursos de graduação e pós-graduação de física, astronomia e computação), redes sociais (Facebook, Twitter e WhatsApp) e mala direta.

O objetivo do LIneA é implantar uma infraestrutura adequada que dê acesso a dados e serviços para a exploração científica deste acervo pela comunidade brasileira. Para ajudar neste esforço, o LIneA também está elaborando cursos e tutoriais de introdução aos serviços e ferramentas disponíveis para estudantes, jovens pesquisadores e novos usuários.

A metodologia adotada pela agência Propósito é composta de duas etapas:

  1. A primeira foi o preenchimento do formulário (totalmente anônimo, com perguntas objetivas e discursivas) e o convite para aqueles que gostariam de colaborar além do formulário (participando de um workshop). Inicialmente, as perguntas buscam conhecer o público – formação acadêmica, faixa etária, área de atuação e nível de conhecimento em informática. Na sequência, são abordadas questões sobre o LSST – conhecimento do projeto, interesse no uso dos dados, conhecimento sobre o Brazilian Participation Group (BPG) e maneiras de se informar sobre o LSST. Sobre o LIneA, dividido em duas partes, para os que conhecem – definindo as atividades e características do laboratório, missão e contribuição – e os que ainda não conheciam o laboratório – como os participantes gostariam de ter acesso às informações do LIneA.
  2. A segunda parte é composta por um workshop, onde aqueles que demonstraram interesse no formulário poderiam deixar o e-mail para contato. O workshop, de duas horas, foi uma exploratória em determinadas questões entre o público e a equipe Propósito.

Neste post apresentamos a primeira parte dos resultados obtidos, referente ao perfil dos respondentes, durante os mais de quinze dias (22/02 à 12/03) em que o formulário esteve disponível para ser preenchido. No total, obtivemos 146 respostas.

Para a primeira pergunta “Qual sua relação com o LIneA?” (imagem 1), as respostas que mais aparecem são de pessoas da comunidade científica que ainda não tiveram contato com o LIneA (36,3%), educadores (24,7%), universitários (22,6%) e divulgadores científicos (21,2%). Além destas, quinze pessoas responderam “outros”, surgindo opções como: Curioso, membro do CA, professora, estudante, interessado em educação STEM, etc.

Imagem 1: As oito opções mais selecionadas.

Em relação à faixa etária (imagem 2), grande parte dos respondentes têm entre 26 e 40 anos (44,5%) e a minoria tem mais de 75 anos (1,4%).

Imagem 2: Gráfico de faixa etária.

As respostas relacionadas à formação (imagem 3) indicam que grande parte são doutores (36,3%) e, em menor número, pessoas com ensino médio (9,6%).

Imagem 3: Grau de formação dos respondentes.

Quando perguntado sobre a posição atual exercida (imagem 4), a maior parte das respostas foram para professor (31,5%), aluno de pós-graduação (18,5%), aluno de graduação e pós-doutorando (11,6%), pesquisador (9,6%) e 23 pessoas deram opções diversas, como: analista de sistema, diretora de escola, jornalista e estudante de data science, embaixador, bolsista INCT, etc.

Imagem 4: Gráfico para posição de atuação.

Sobre a área de atuação científica (resposta dissertativa), podemos identificar um grupo expressivo de pessoas ligadas à astrofísica extragaláctica, cosmologia, sistema solar e divulgação científica.

Sobre o conhecimento em informática (imagem 5), a grande maioria respondeu ter domínio intermediário (47,9%).

Imagem 5: Gráfico de conhecimento em informática.

Finalizando a primeira parte do formulário foi indicado um campo para aqueles que gostariam de colaborar mais, disponibilizando o e-mail para a segunda parte do processo, o workshop. Ao todo, recebemos 87 respostas de pessoas interessadas em participar da segunda etapa, dentre essas, foram selecionadas 20 pessoas.

Agradecemos a participação das 146 pessoas que se dispuseram a responder todo o formulário “Brasil na era do LSST” e também aos 87 que gostariam de colaborar ainda mais com a sequência do processo. Gostaríamos muito que todos pudessem participar e pedimos desculpas para os que não seguiram com a colaboração. Em breve todos os resultados do formulário estarão disponíveis para consulta.

Chamamos a atenção que os resultados da pesquisa e algumas conclusões serão apresentadas em um Webinar LIneA no dia 22 de abril. Contamos com sua presença!

A equipe LIneA e Propósito agradecem, novamente, o interesse e a participação. Muito obrigado!

O LIneA e o INCT do e-Universo tem como missão apoiar a participação de pesquisadores associados a instituições brasileiras em grandes levantamentos astronômicos como o Dark Energy Survey ( DES), Sloan Digital Sky Survey ( SDSS), Dark Energy Spectroscopic Instrument ( DESI), e o Legacy Survey of Space and Time ( LSST).

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23 de março de 2021

Encontro do Dark Energy Science Collaboration (DESC) conta com a participação de membros do BPG-LSST

Na primeira semana de Fevereiro, tivemos o primeiro encontro de 2021 do Dark Energy Science Collaboration (DESC), que contou, em sua organização, com um membro do Brazilian Participation Group (BPG), Tassia Ferreira. O evento teve participação de, aproximadamente, 300 pesquisadores, e, como tem sido costume desde o começo da pandemia do covid-19, foi em um formato totalmente virtual. O encontro ocorreu entre os dias 1 – 5 de Fevereiro e teve duração de 5 horas diárias, com intervalos entre cada sessão.

Imagem 1: Logo do evento DESC

As plenárias contaram com diversas apresentações relevantes, destacando o progresso na construção do telescópio no Chile, além dos avanços operacionais, técnicos e científicos da colaboração. As notícias do grupo responsável por representar o comitê de diversidade do DESC frente ao projeto de inclusão, igualdade e diversidade da Sociedade Americana de Física (APS-IDEA) foram apresentadas por Tassia Ferreira (membro do BPG). Houve também a oportunidade de ouvir sobre o projeto de análise dos dados do Dark Energy Spectroscopic Instrument (DESI), na apresentação do convidado Dr. Dustin Lang.

Outro tópico abordado foi a eleição para o novo porta-voz do DESC; houve apresentações e um espaço para perguntas e conversas com a candidata Katrin Heitmann (Argonne National Lab), e o candidato Michael Wood-Vasey (University of Pittsburgh). As eleições foram encerradas no dia 2 de Março, com Katrin sendo eleita como nova porta-voz.

As sessões paralelas tiveram destaques de alguns pipeline scientists, membros do BPG. Na sessão de Photo-Z, Julia Gschwend apresentou os recentes avanços no desenvolvimento da biblioteca RAIL.evaluation, que será utilizada na validação dos redshifts fotométricos utilizados nos estudos sobre a energia escura. Já na sessão sobre matrizes de covariância, Felipe Andrade-Oliveira coordenou a discussão sobre as estimativas de erros e correlações em grandes levantamentos fotométricos. Nesta sessão, também foi apresentada a primeira versão do código de covariâncias a ser usado pelo LSST-DESC, o chamado TJPCov. Sandro Vitenti apresentou as possíveis escolhas de design que estão sendo debatidas para a implementação do Firecrown como uma biblioteca para implementação de likelihoods.

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