O projeto Legacy Survey of Space and Time (LSST), que iniciará sua operação em 2026, pretende produzir o maior e mais completo mapa do Universo, com 37 bilhões de estrelas e galáxias, ao longo de 10 anos. A pesquisa inédita estende a fronteira da ciência em diversas áreas da astronomia e traz desafios com a análise de uma quantidade de dados sem precedentes. O LSST é fruto de uma colaboração internacional, com a participação de 28 países, mais de 100 pesquisadores brasileiros e 26 instituições de Ensino Superior em 12 estados e será realizado no Vera C. Rubin Observatory, localizado em Cerro Pachón, no Chile.
O pesquisador e professor do Instituto de Computação da Universidade Federal Fluminense (UFF), Daniel de Oliveira, faz parte da iniciativa e conta que os impactos dos dados do LSST na astronomia já são evidentes. “O volume de dados capturado por noite é de aproximadamente 15 terabytes (TB) e corresponde a 3,2 bilhões de pixels. Estima-se que, após a coleta de dados, o levantamento terá informações sobre áreas do universo nunca antes exploradas e identificando objetos que não podiam ser detectados antes do LSST entrar em operação”.
Na área de Computação, foco do professor, o desafio será desenvolver algoritmos e tecnologias nas áreas de Banco de Dados, Inteligência Artificial e Visualização, capazes de processar tal volume diário de dados e gerar resultados em tempo hábil para que os astrônomos possam extrair informações úteis e formular suas conclusões. “Os problemas tratados no LSST se enquadram no que chamamos de Big Data, onde muitas das soluções computacionais atuais não podem ser aplicadas diretamente, pois não foram projetadas para lidar com tal volume de dados”, acrescenta.
Na prática, o projeto pretende obter as imagens mais distantes do Universo sobre uma grande área do céu, produzindo, em paralelo, o equivalente a um filme do cosmo, captando explosões e variabilidades de brilho e posições dos objetos. Com os dados acumulados, os cientistas pretendem explorar o Sistema Solar, descobrir novos fenômenos, estudar a estrutura da Galáxia, a formação e a evolução de estruturas no Universo em função do tempo cósmico e procurar entender a natureza da matéria e energia escura.
O Brasil participa do LSST desde 2015 por meio de um acordo do qual o Laboratório Interinstitucional de e-Astronomia (LIneA) é signatário, sendo essa participação coordenada pelo Brazilian Participation Group (BPG-LSST). “Eu já vinha trabalhando com a equipe do LIneA em outro projeto focado na otimização da execução de aplicações de astronomia em ambientes de computação paralela. Quando foi lançada a chamada para pesquisadores seniores do BPG-LSST, me candidatei, pois a nossa pesquisa poderia ser aplicada aos dados do LSST, que possuem uma escala muito maior em termos de volume de dados a serem processados”, conta Oliveira.
Um dos projetos em andamento do LienA é a implantação de um centro de dados, o Independent Data Access Center (IDAC – Brasil), que vai hospedar parte das informações do LSST, distribuir o acesso às ferramentas de análise e fornecer para a colaboração mais ciclos de máquina, além de gerar produtos científicos avançados. Serão apenas dez centros similares espalhados pelo mundo, incluindo o IDAC-Brasil, o que facilitará o acesso aos dados por brasileiros. Os próximos dois anos serão usados para a implantação gradual do centro, comissionamento usando dados de simulações e testes realizados no telescópio e treinamento da comunidade nacional.
Luiz Nicolaci da Costa, diretor do LIneA e coordenador do Instituto Nacional de Tecnologia (INCT) do e-Universo, acredita que o LSST representa uma mudança na forma de fazer ciência, tanto na obtenção de dados quanto na maneira de trabalhar colaborativamente. Para o coordenador do BPG-LSST, Rogério Rosenfeld, os dados obtidos pelo projeto permitirão fazer avanços científicos em diferentes escalas do Universo, de objetos em nosso Sistema Solar até os aglomerados de galáxias.
Ainda, a participação de cientistas e tecnólogos brasileiros neste projeto inovador deve resultar também em uma maior inserção do Brasil na comunidade astronômica internacional e na formação de novos recursos humanos de alto nível para atuar em projetos futuros nesta e em outras áreas do conhecimento.
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Daniel Cardoso Moraes de Oliveira é professor no Instituto de Computação da Universidade Federal Fluminense (IC/UFF). Doutor em Engenharia de Sistemas e Computação pela COPPE/UFRJ em 2012 e o de Mestre em Engenharia de Sistemas e Computação em 2008, também pela COPPE/UFRJ. Desde 2013, co-lidera o Grupo de Pesquisa em eScience da Universidade Federal Fluminense (UFFeScience) e o Grupo de Pesquisa em Ciência de Dados. É bolsista de produtividade nível 2 do CNPq desde 2016 e foi Jovem Cientista do Nosso Estado da FAPERJ de 2016 a 2023. Seus interesses de pesquisa incluem Ciência de Dados, Computação em Nuvem, Gerência de Dados de Proveniência, Gerência de Workflows, Paralelismo de Dados, Bioinformática e Aprendizado de Máquina.