A astronomia multimensageiro é um campo de ponta da astrofísica que integra dados de vários mensageiros cósmicos para obter uma compreensão abrangente dos fenômenos celestes. Tradicionalmente, os astrônomos confiam no estudo da radiação eletromagnética em diferentes comprimentos de onda, como luz visível, ondas de rádio, raios X e raios gama, para explorar o universo. No entanto, nos últimos anos, o advento de novas tecnologias de detecção permitiu a observação de outros mensageiros cósmicos, incluindo neutrinos, ondas gravitacionais e raios cósmicos. O conceito de astronomia multimensageiro baseia-se na compreensão de que diferentes tipos de mensageiros podem fornecer informações distintas e complementares sobre eventos e objetos astrofísicos. Por exemplo:

1. Radiação Eletromagnética: Inclui luz visível, ondas de rádio, radiação infravermelha, radiação ultravioleta, raios X e raios gama. Cada comprimento de onda fornece informações únicas sobre diferentes processos físicos que ocorrem em objetos astronômicos, como temperatura, composição e dinâmica de estrelas, galáxias e outros fenômenos celestes.
2. Neutrinos: Neutrinos são partículas subatômicas que interagem fracamente com a matéria e podem penetrar grandes distâncias no espaço sem serem significativamente absorvidas ou espalhadas. Processos astrofísicos de alta energia, como explosões de supernovas, núcleos galácticos ativos e explosões de raios gama, podem produzir neutrinos. A detecção de neutrinos fornece informações valiosas sobre os eventos mais energéticos e cataclísmicos do universo.
3. Ondas Gravitacionais: Ondas gravitacionais são ondulações na estrutura do espaço-tempo causadas pela aceleração de objetos massivos, como colisão de buracos negros, fusão de estrelas de nêutrons ou explosões assimétricas de supernovas. Ao contrário das ondas eletromagnéticas, as ondas gravitacionais podem passar pela matéria interveniente sem serem absorvidas ou espalhadas, oferecendo um meio único de sondar os eventos mais violentos e energéticos do universo.
4. Raios Cósmicos: Os raios cósmicos são partículas de alta energia, principalmente prótons e núcleos atômicos, que viajam pelo espaço quase à velocidade da luz. As suas origens ainda estão sob investigação, mas acredita-se que sejam produzidas por fontes como remanescentes de supernovas, núcleos galácticos ativos e possivelmente até processos dentro da nossa própria galáxia. O estudo dos raios cósmicos fornece insights sobre a origem e propagação das partículas energéticas no cosmos.

Ao combinar observações de diferentes mensageiros, a astronomia multimensageiro visa desvendar os mistérios do universo com detalhes sem precedentes. Por exemplo, a detecção simultânea de ondas gravitacionais e radiação eletromagnética da fusão de duas estrelas de nêutrons em 2017 marcou uma conquista histórica na astronomia multimensageiro, permitindo aos cientistas estudar o evento em todo o espectro eletromagnético e confirmando hipóteses de longa data sobre as origens da elementos pesados e a natureza das fusões de estrelas de nêutrons.

Nesta linha de pesquisa, contribuímos com a investigação de fenômenos astrofísicos através de diversos mensageiros, dentro os quais podemos destacar:

1. Atividades de caracterização de detector no experimento KM3NeT;
2. Procura por eventos coincidentes entre diferentes mensageiros usando dados das colaborações Virgo e KM3NeT;
3. Estudo de colisões binárias em ondas gravitacionais e vinculação de teorias de gravitação modificada;
4. Desenvolvimento de pipelines para análise de dados em diversos mensageiros;
5. Aplicação de técnicas de Aprendizado Automático para identificação de ruído em detectores de ondas gravitacionais da colaboração Virgo.