Análise e visualização de dados em astrofísica

Abstract

Esta dissertação descreve o processo de transposição e modernização do software de análise e visualização AstroPGPLOT (Avillez et al., 2009, 2020), implementado em FORTRAN e baseado na biblioteca gráfica PGPLOT2 , para o ecossistema moderno da linguagem Julia e da biblioteca gráfica Makie. O trabalho visou não apenas reproduzir as funcionalidades do AstroPGPLOT, mas também avaliar a capacidade da nova plataforma em igualar ou superar a qualidade gráfica e o desempenho computacional do sistema original. O resultado deste esforço é o pacote AstroTLPlot (disponível em https://github. com/tomalima/AstroTLPlot), uma ferramenta modular que unifica a leitura, transformação, análise e visualização de dados provenientes de simulações astrofísicas. Além de uma fiel transposição do núcleo científico, o AstroTLPlot introduz capacidades modernas, como visualização interativa e uma integração mais eficiente com ferramentas contemporâneas de computação científica. A validação realizada demonstra que a transposição para Julia e Makie constitui uma alternativa viável e de alto desempenho, capaz de preservar o rigor científico do sistema anterior enquanto oferece melhorias significativas em usabilidade, interoperabilidade e potencial de manutenção futura. Este trabalho contribui, assim, para a modernização do fluxo de trabalho em análise de dados astrofísicos; - Abstract: Data Analysis and Visualisation in Astrophysics - This dissertation describes the process of porting and modernizing the analysis and visualization software AstroPGPLOT (Avillez et al., 2009, 2020) – originally implemented in FORTRAN and based on the PGPLOT graphics library3 , to the modern ecosystem of the Julia language and the Makie graphics library. The work aimed not only to reproduce the functionality of the legacy code but also to assess the new platform’s ability to match or surpass the graphical quality and computational performance of the original system. The result of this effort is the AstroTLPlot package (available at https://github. com/tomalima/AstroTLPlot), a modular tool that unifies the reading, transformation, analysis, and visualization of data from astrophysical simulations. Beyond a faithful port of the scientific core, AstroTLPlot introduces modern capabilities such as interactive visualization and more efficient integration with contemporary scientific computing tools. The validation performed demonstrates that the transition to Julia and Makie constitutes a viable, high-performance alternative, capable of preserving the scientific accuracy of the former system while offering significant improvements in usability, interoperability, and future maintainability. This work thus contributes to modernizing the workflow in high-complexity astrophysical data analysis.