Os astrônomos aprenderam a reconstruir as “biografias” das galáxias a partir de uma única fotografia.

Ao que tudo indica, um novo campo da arqueologia galáctica está emergindo na astronomia, permitindo-nos reconstruir a evolução de qualquer galáxia ao longo dos últimos bilhões de anos usando apenas uma imagem. É como poder contar tudo sobre uma pessoa a partir de sua fotografia — onde ela morou, quem conheceu e como chegou a este ponto da vida. A metodologia proposta pelos cientistas tem o potencial de aprimorar nossa compreensão dos processos cósmicos e do nosso lugar no universo.

Imagem da galáxia NGC 1365 em diferentes comprimentos de onda. Fonte da imagem: JPL

Como esperado no contexto atual, o novo método utiliza inteligência artificial para analisar as “impressões digitais” químicas de certas substâncias dentro das galáxias. A ideia básica é usar a composição química e seu gradiente de distribuição em qualquer galáxia para identificar todos os eventos em sua história ao longo de bilhões de anos de evolução: formação de estrelas, explosões de supernovas, atividade de buracos negros e fusões de galáxias.

Os pesquisadores testaram seu método na galáxia espiral NGC 1365. A região central da galáxia se formou há aproximadamente 13,7 bilhões de anos — quase imediatamente após o nascimento do universo, quando o oxigênio começou a se formar. Nos 12 bilhões de anos seguintes, as regiões externas da galáxia se formaram por meio de múltiplas fusões com galáxias anãs, que trouxeram gás e estrelas adicionais. O gradiente de distribuição de oxigênio na galáxia em estudo não é a única fonte de informação sobre sua evolução e será complementado posteriormente por observações de outras substâncias para aprimorar a precisão do modelo.

Para reconstruir a “biografia” da galáxia NGC 1365, os astrônomos utilizaram dados de observações reais da galáxia no levantamento TYPHOON, que foram validados por meio de mais de 20.000 simulações. Uma vez que os modelos se mostraram totalmente consistentes com as observações, o algoritmo foi “aplicado” à NGC 1365. O aprendizado de máquina reconstruiu a história evolutiva da galáxia em suas características principais, abrindo caminho para uma nova abordagem no estudo do Universo e sua evolução.