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Inteligência artificial usa esboços de Galileu e mostra como era o Sol em 1612

Daniele Cavalcante
·4 minuto de leitura

Com a tecnologia atual, os astrônomos conseguem ver o Sol em detalhes que Galileu Galilei sequer imaginaria existir. Hoje, podemos ver imagens que revelam as estruturas gigantes semelhantes a células do tamanho do estado do Texas, por exemplo. Mas na época de Galileu, também era possível ver e anotar alguns detalhes mutáveis do Sol, e isso exigia muita ciência. Hoje, podemos ver em alta resolução como o Sol provavelmente era naqueles dias.

Séculos atrás, na década de 1610, quando não havia telescópios solares e monitoramento do Sol pelo espectro eletromagnético, cientistas como Galileu Galilei e Christoph Scheiner já eram capazes de notar as manchas solares, um mistério que até hoje intriga os astrônomos (embora já tenham descoberto muita coisa desde as anotações de Galileu). Mesmo antes de 1610, os chineses já haviam observado as manchas a olho nu, e registraram suas descobertas ainda na década de 1120.

Esboços originais de Galileu das manchas solares (Imagem: Reprodução/Projeto Galileo/Universidade Rice/Domínio Público)
Esboços originais de Galileu das manchas solares (Imagem: Reprodução/Projeto Galileo/Universidade Rice/Domínio Público)

Para fazer isso sem ficar cegos pela luz solar, os astrônomos da China aproveitavam dias em que nossa estrela estava sob nevoeiros, ou atrás de nuvens de neblina, sempre durante o nascer ou pôr do Sol. Já Galileu e Scheiner tiveram a ideia de inventar um novo instrumento: o helioscópio, criado especificamente para observar o Sol e as manchas solares. Ele usava um telescópio para projetar uma imagem do Sol em uma folha de papel branca suspensa em uma sala escura.

Embora estes métodos pareçam primitivos para nós, era o suficiente não apenas para observar as manchas solares, como também para monitorá-las, dia após dia, o que levou Galileu e Scheiner a dialogar sobre suas descobertas através de várias cartas — e, eventualmente, levou Galileu à conclusão de que o sistema copernicano estava correto. Ele também desenhou mapas solares, mostrando como eram as manchas e o modo como elas se deslocavam ligeiramente, provando que o Sol não era imóvel como pensava a tradição aristotélica.

Cada par é uma imagem real do Sol feita pelo SDO (à esquerda) comparado a uma imagem feita pela AI (à direita) (Imagem: Reprodução/Harim Lee)
Cada par é uma imagem real do Sol feita pelo SDO (à esquerda) comparado a uma imagem feita pela AI (à direita) (Imagem: Reprodução/Harim Lee)

Esse assunto — as manchas solares — tornou-se um dos mais importantes para a astronomia, pois foi descoberto mais tarde que as tais manchas estão diretamente relacionadas com uma série de fenômenos que ocorrem em nosso Sol. Além disso, esses eventos em cadeia resultam na emissão de tempestades solares por todo o nosso sistema planetário, o que muito nos diz respeito, porque tempestades muito violentas podem inutilizar todos os nossos satélites. "O desenho histórico das manchas solares é um recurso muito importante para a compreensão da atividade solar no passado", disse Harim Lee, que conduziu o estudo.

Para entender como esses eventos funcionam, é preciso rastrear as manchas solares ao longo do maior período possível, o que torna as anotações de Galileu e outros antes dele muito importantes. Mas será que é possível saber como o Sol era exatamente naquela época? Uma equipe de cientistas mostrou que sim, graças à inteligência artificial (IA). Um novo estudo publicado no Astrophysical Journal usou um conjunto de imagens reais e esboços artesanais das manchas solares para ensinar à IA como interpretar esses desenhos.

Os desenhos mostravam como era o Sol e suas manchas entre os anos de 2011 e 2015, enquanto as imagens reais do mesmo período foram obtidas na biblioteca de dados do Solar Dynamics Observatory (SDO), um instrumento da NASA dedicado à observação do Sol. Ao colocar lado a lado os desenhos e as imagens reais correspondentes a eles, os pesquisadores conseguiram “ensinar” o software a replicar diagramas com alta fidelidade. Depois, a IA usou um conjunto de 1.046 pares de esboços de manchas solares e imagens do SDO para comparar e deduzir quais fotos eram correspondentes a cada ilustração.

Atividade solar simulada pela AI ao longo do tempo durante o verão de 1612, com base nas observações de Galileu (Imagem: Reprodução/Harim Lee)
Atividade solar simulada pela AI ao longo do tempo durante o verão de 1612, com base nas observações de Galileu (Imagem: Reprodução/Harim Lee)

Por fim, a equipe usou o software para “ler” os esboços feitos por Galileu, e os resultados foram no mínimo interessantes. "As estruturas bipolares dos magnetogramas gerados pela IA são consistentes com os originais”, disse Lee. É possível que a IA também possa ser usada para mostrar o contexto histórico de outros fenômenos, como erupções de vulcões poderosos, por exemplo. Estudar a atividade vulcânica ao longo da história seria valioso para os geofísicos.

Fonte: Canaltech

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