Katherine Louise Bouman

— Maria Eduarda Brandão


Katherine Louise Bouman é cientista e professora assistente de Ciência da Computação (CMS) no Instituto de Tecnologia da Califórnia (CALTECH) localizado em Pasadena. Seu foco de pesquisa se concentra em imagens computacionais: projetar sistemas que integrem fortemente o projeto de algoritmos e sensores, tornando possível observar fenômenos antes difíceis ou impossíveis de medir com abordagens tradicionais, como ela descreve em seu site pessoal.

Katie Bouman em meio a telescópios do MIT (Foto: canaltech)

“Eu tenho interesse em como podemos ver ou medir coisas que são consideradas invisíveis para nós”

Katie nasceu em West Lafayette, Indiana, no dia 9 de maio de 1989. Em 2007, aos 18 anos, ingressou na Universidade de Michigan onde se formou em Engenharia Elétrica. Em 2011, ingressou no Instituto de Tecnologia de Massachusetts (MIT) para obter seu mestrado em Engenharia Elétrica e Ciência da Computação com a tese: Estimando as propriedades materiais do tecido por meio da observação do movimento (no inglês, “Estimating the Material Properties of Fabric Through the Observation of Motion”), foi no MIT também que Katie concluiu seu doutorado em 2017 com a tese já focada em Buracos Negros: “Extreme Imaging via Physical Model Inversion:  Seeing Around Corners and Imaging Black Holes”. Foi pós-doutoranda no Event Horizon Telescope (EHT), que publicou a primeira imagem de um buraco negro em abril de 2019. 

Em 2016, Katie em conjunto com outros 200 cientistas, foi uma das principais responsáveis por criar e elaborar um algoritmo que foi capaz de contabilizar os dados obtidos pelos telescópios e gerar a imagem do buraco negro; Katie explicou que tentar tirar uma foto de um buraco negro é comparável a “fotografar uma laranja na lua, mas com um radiotelescópio. Imaginar algo tão pequeno significa que precisaríamos de um telescópio com 10 mil quilômetros de diâmetro, o que não é prático, porque o diâmetro da Terra não chega a 13 mil quilômetros”. Usando sua criatividade para vencer esse desafio, o algoritmo não depende de um único telescópio, ao invés disso, reúne dados de radiotelescópios em todo o mundo, ou seja, o algoritmo tão poderoso que pode encontrar corpos celestes supermassivos há milhões de anos-luz da Terra, é chamado de CHIRP e foi capaz de sobrepor todos os 5 pentabytes (5.000.000 gigabytes) de dados copilados pelos oito radiotelescópios potentes ao redor do mundo (que, unidos, formam um telescópio virtual do tamanho da Terra). O volume de dados foi tão grande, que foi necessário reunir fisicamente todos os HD’s externos utilizados.

A imagem do Buraco Negro foi possivel pois como dito previamente foram utilizados oito radiotelescópios, em que cada telescópio possui capacidades distintas e especificas, eles absorvem imagens em taxas diferentes. O desafio consistia em elaborar um algoritmo (CHIRP) que identificasse da mesma maneira os dados encontrados em cada telescópio.  Simplificando seu funcionamento: quando três telescópios medem uma mesma região, acontece os chamados ruídos de interferência, portanto o código exclui as imagens que não estão semelhantes, ou seja, quanto mais imagem se obtém de um mesmo local, mais preciso o algoritmo da exclusão das imagens com interferência. Sendo assim o sistema foi construindo e refinando cada imagem para criar a imagem final do buraco negro.

Vale ressaltar que Katie trabalhou no algoritmo por seis anos, desde que era ‘apenas’ uma estudante de pós-graduação no MIT, uma das mais conceituadas instituições de ensino do mundo, em 2016, quando começou a liderar o desenvolvimento do algoritmo que posteriormente viria a ser capaz de fotografar um Buraco Negro enquanto cursava engenharia elétrica e ciência da computação. 

Katie foi honrada com o prêmio NSF CAREER, o prêmio de cientista de imagem eletrônica do ano, uma bolsa de pesquisa Okawa, um prêmio de ensino do corpo docente da Caltech, finalista do prêmio AAAS Early Career para envolvimento público com a ciência e é co-recebedora do Prêmio Revelação. 

Katie inspira todas jovens meninas que sonham em descobrir os mistérios do nosso universo. 

Referências 

BOUMAN, K.L. Katie Bouman. Caltech, California, dia, mês e ano. Disponível em: <http://users.cms.caltech.edu/~klbouman/index.html>. Acesso em: 06/04/2021

FRANK, G. Conheça Katie Bouman, a cientista responsável pela imagem do buraco negro. Instituto de Engenharia, São Paulo 11/04/2019. Seção Mulher. Disponível em: <https://www.institutodeengenharia.org.br/site/2019/04/11/conheca-katie-bouman-a-cientista-responsavel-pela-imagem-do-buraco-negro/>. Acesso em: 06/04/2021

MONTEIRO, E.M.C. Katie Bouman e o algaritmo que decifrou o buraco negro. Ligado na Física!. São Paulo. 12/04/2021. Disponível em:  <http://www.sbfisica.org.br/v1/portalpion/index.php/noticias/89-katie-bouman-e-o-algaritmo-que-decifrou-o-buraco-negro>. Acesso em: 06/04/2021


Escrito por

Maria Eduarda Brandão