Cientistas da missão Gaia descobrem buraco negro com uma massa quase 33 vezes superior à massa do Sol

Entrevista com André Moitinho de Almeida, coordenador da participação nacional na missão Gaia

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Buracos negros Gaia
Gaia/ESA/DPAC

A colaboração Gaia deparou-se com este "gigante adormecido" enquanto verificava os dados preliminares em preparação para a quarta versão do catálogo Gaia. Dado que a descoberta é tão excecional, decidiram anunciá-la antes da publicação oficial. A próxima versão dos dados Gaia promete ser uma mina de ouro para o estudo de sistemas binários e para a descoberta de mais buracos negros adormecidos na nossa galáxia.

Um grupo de cientistas descobriu um grande buraco negro, com uma massa quase 33 vezes superior à massa do Sol, escondido na constelação de Aquila, a menos de 2000 anos-luz da Terra, ao analisar a grande quantidade de dados da missão Gaia da ESA,. É a primeira vez que um buraco negro de origem estelar desta dimensão é detetado no interior da Via Láctea.

O artigo Discovery of a dormant 33 solar-mass black hole in pre-release Gaia astrometry, publicado a 16 de abril na revista Astronomy & Astrophysics (A&A) dá conta desta descoberta e conta com a participação de André Moitinho de Almeida, professor do Departamento de Física da Ciências ULisboa, investigador do CENTRA - Centro de Astrofísica e Gravitação e coordenador da participação nacional na missão Gaia.

A estrela que orbita Gaia BH3 a cerca de 16 vezes a distância Sol-Terra é bastante invulgar: uma antiga estrela gigante, que se formou nos primeiros dois mil milhões de anos após o Big Bang, na altura em que a nossa galáxia se começou a formar. Pertence à família do halo estelar galáctico e move-se na direção oposta à das estrelas do disco galáctico. A sua trajetória indica que esta estrela fazia provavelmente parte de uma pequena galáxia, ou de um aglomerado globular, engolido pela nossa própria galáxia há mais de oito mil milhões de anos.

Este é o terceiro buraco negro inativo encontrado com o Gaia e foi designado por "Gaia BH3". "Este é o tipo de descoberta que se faz uma vez na vida", comenta Pasquale Panuzzo do CNRS, Observatoire de Paris, em França, o autor principal desta descoberta. "É impressionante ver o impacto transformador que Gaia está a ter na Astronomia e na Astrofísica. As suas descobertas estão a ir muito além do objetivo original da missão, que é criar um mapa multidimensional extraordinariamente preciso de mais de mil milhões de estrelas da nossa Via Láctea", refere Carole Mundell, diretora de Ciência da ESA.

A descoberta do BH3 de Gaia é apenas o início. Este buraco negro e a sua companheira serão objeto de muitos estudos aprofundados. Saiba mais informações sobre esta descoberta aqui e na entrevista que se segue.

André Moitinho de Almeida
André Moitinho de Almeida, professor do Departamento de Física da Ciências ULisboa, investigador do CENTRA - Centro de Astrofísica e Gravitação e coordenador da participação nacional na missão Gaia.
Fonte DCI Ciências ULisboa

Atualmente, a equipa portuguesa é composta pelo grupo de André Moitinho de Almeida da Ciências ULisboa, incluindo Márcia Barros, docente do Departamento de Informática e que participa como engenheira informática no desenvolvimento do trabalho de visualização; e há ainda outro português na equipa - Tiago Nogueira - engenheiro da ESA no seu centro de operações em Darmstadt, na Alemanha.

Qual a importância desta descoberta?

André Moitinho de Almeida (AMA) - É de longe o maior buraco negro estelar encontrado na nossa galáxia, a Via Láctea. É do tipo de massa envolvida na produção das ondas gravitacionais que começaram a ser recentemente detetadas noutras galáxias. Só que este buraco negro não está a milhões de anos luz, como essas galáxias, mas mesmo aqui ao lado a uns 2000 anos luz de nós. Quase nada! Isto permite estudá-lo com resolução e detalhe extraordinários. Do ponto de vista teórico, só estrelas muito velhas, formadas quando o Universo ainda tinha produzido muito pouco dos elementos químicos que hoje conhecemos, podem dar origem a buracos negros com massas tão grandes. Os estudos que a proximidade vai permitir, vão poder testar ao limite as teorias de física estelar. Mas talvez o mais incrível é que a descoberta foi feita durante operações de rotina da cadeia de processamento para a próxima entrega de dados da missão Gaia. Isto significa, que as observações acumuladas ao longo dos primeiros cinco anos e meio alcançaram uma qualidade suficiente para fazer este tipo de descoberta. Ou seja, que a partir de agora a missão Gaia, para além de estar a criar um mapa 3D da nossa galáxia, de cortar a respiração, passa também a ser uma máquina de descobrir buracos negros. E esperamos encontrar muitíssimos.

"A partir de agora a missão Gaia, para além de estar a criar um mapa 3D da nossa galáxia, de cortar a respiração, passa também a ser uma máquina de descobrir buracos negros. E esperamos encontrar muitíssimos."
André Moitinho de Almeida

Qual foi o seu papel neste trabalho?

AMA - Uma missão com a complexidade da missão Gaia envolve muitas pessoas. No nosso caso somos perto de 400, cada um a contribuir para um ou vários aspetos do controlo da missão e aquisição e processamento de dados. Eu, com o meu grupo do CENTRA na Ciências ULisboa temos trabalhado na caracterização das propriedades estatísticas (tecnicamente, na chamada função de seleção do survey) das estrelas (e outros objetos) variáveis. Mas onde temos posto mais trabalho, e tido mais notoriedade, tem sido no desenvolvimento do sistema que permite visualizar os dados dos cerca de 1800 milhões de estrelas observadas pela missão. Um exemplo muito famoso do nosso trabalho é o nosso mapa do fluxo luminoso vindo dessas 1800 milhões de estrelas, que também é usado nesta PR da ESA como imagem de fundo onde estão marcadas as posições dos buracos negros descobertos pela missão Gaia.

Quais são os próximos passos da investigação?

AMA - Esta publicação foi só para abrir o apetite e mostrar à comunidade científica o que já é possível fazer com a missão Gaia no campo da investigação de buracos negros. Obviamente, quando sair a próxima entrega de dados, no final do próximo ano, ou início de 2026, vai haver uma corrida ao ouro. Serão muitos astrónomos a escavarem os dados à procura de mais buracos negros. Até lá, antevejo uma grande atividade nos melhores telescópios do mundo, que observarão este sistema para obterem informação detalhada da composição química, variações no brilho da estrela, oscilações, enfim tudo o que se consiga observar para entender a origem do sistema e o funcionamento do seu ambiente extremo.

"Quando sair a próxima entrega de dados, no final do próximo ano, ou início de 2026, vai haver uma corrida ao ouro."
André Moitinho de Almeida

Ana Subtil Simões, Gabinete de Jornalismo da DCI CIências ULisboa com Gaia
Aluna a fazer uma apresentação numa sala de aula

Inês Sofia Cruz Dias e Ana Carolina Preto Oliveira, estudantes da Ciências ULisboa, apresentaram os seus relatórios da disciplina Voluntariado Curricular, 1.º semestre, no passado dia 22 de janeiro. Sensibilizar os estudantes para as temáticas da solidariedade, tolerância, compromisso, justiça e responsabilidade social e proporcionar-lhes oportunidades para o desenvolvimento de competências transversais são alguns dos objetivos do Voluntariado Curricular.

Cristina Simões, Fernando Antunes, José Pereira-Leal, Jorge Maia Alves, Andreia Valente, Hugo Ferreira, Rui Ferreira e Pedro Almeida

Os projetos Lusoturf e TAMUK são os vencedores da 1.ª edição do Concurso de Projetos de Inovação Científica, uma iniciativa promovida pela Ciências ULisboa e FCiências.ID, com o apoio do Tec Labs.

Membro da FLAD, Marcelo Rebelo de Sousa e José Ricardo Paula

José Ricardo Paula, investigador da Ciências ULisboa, vencedor do FLAD Science Award Atlantic 2023, teve a honra de receber o prémio pelas mãos do Presidente da República, Marcelo Rebelo de Sousa. Para o diretor da Ciências ULisboa, Luís Carriço, este prémio é um reconhecimento do mérito e da excelência da investigação que se faz na faculdade: “Estou muito orgulhoso, mas não estou surpreendido. O trabalho que o José Ricardo Paula desenvolveu é brilhante e o próprio Presidente da República fez questão de referir isso. O nosso investigador está de parabéns, bem como a faculdade”.

Ana Sofia Reboleira

O projeto “Barrocal-Cave: Conservation, monitoring and restoration assessment of the world-class cave biodiversity hotspot in Portugal foi distinguido com o 2.º lugar do Prémio Fundação Belmiro de Azevedo 2023. Ana Sofia Reboleira é a investigadora responsável por este projeto, que tem como instituição proponente a FCiências.ID.

Fotografia de Henrique Leitão

O Papa nomeou a 10 de janeiro o cientista Henrique Leitão como membro do Comité Pontifício de Ciências Históricas, informou o Vaticano. A Agência Ecclesia refere que o novo membro deste comité colaborou com o Secretariado Nacional dos Bens Culturais da Igreja, enquanto coautor do ‘Clavis Bibliothecarum‘ (2016), um levantamento de catálogos e inventários de bibliotecas da Igreja Católica em Portugal.

Fotografia de Beatriz Amorim

Beatriz Amorim foi premiada com uma bolsa Marie Sklodowska-Curie, uma iniciativa da Agência Internacional de Energia Atómica (AIEA, sigla em inglês). A estudante do último ano de mestrado em Engenharia Física, na Ciências ULisboa, participa a partir de 15 de janeiro e durante seis meses, num projeto inovador na Alemanha, no âmbito do Programa GET_INvolved do FAIR.

Henrique de Gouveia e Melo e Henrique Leitão

“As três últimas décadas foram excecionais para os estudos de História Marítima, da Ciência Náutica, da Cosmografia e da Cartografia portuguesas”, diz Henrique Leitão, investigador da Ciências ULisboa, a propósito da atribuição do Prémio Academia de Marinha 2023, ocorrido no passado dia 9 de janeiro, durante a Sessão Solene de Abertura do Ano Académico de 2024.

Membros da expedição em frente do RV Pelagia

A Ciências ULisboa destacou no passado mês de dezembro - na EurekAlert - uma história sobre um estudo, que relata evidências sem precedentes de respostas ecológicas do fitoplâncton calcificante à deposição de nutrientes fornecidos pela poeira do Sara. O trabalho publicado na Frontiers in Marine Science tem como primeira autora Catarina Guerreiro, micropaleontóloga e investigadora em bio geociências marinhas na Ciências ULisboa.

Cientista em gruta

Um estudo publicado na Scientific Reports e coordenado por Ana Sofia Reboleira, professora no Departamento de Biologia Animal da Ciências ULisboa e investigadora no Centro de Ecologia, Evolução e Alterações Ambientais (cE3c), analisou mais de 100000 medições de temperaturas em grutas localizadas em diversas zonas climáticas, desde as tropicais às subárticas, passando por Portugal continental e ilhas.

Identidade gráfica da crónica com imagem de Andreia Sofia Teixeira

A crónica da autoria da Comissão de Imagem do Departamento de Informática da Ciências ULisboa visa realçar a investigação feita pelos docentes e investigadores deste departamento. A segunda crónica dá a conhecer Andreia Sofia Teixeira.

Pessoas junto ao edifício do MARE, na Ciências ULisboa

Com o intuito de colaborar no desenvolvimento de um parque eólico offshore flutuante ao largo da Figueira da Foz, o MARE e a IberBlue Wind (IBW) assinaram a 5 de dezembro passado um protocolo que estabelece os moldes da parceria futura. A colaboração da IBW com o MARE irá permitir estudar os eventuais impactos da instalação da infraestrutura nos ecossistemas marinhos da área de implementação, e propor soluções que mitiguem os eventuais impactos negativos na componente ecológica e na atividade da pesca.

A Ciências ULisboa foi palco do mais recente workshop da International Atomic Energy Agency (IAEA). O “Regional Workshop on Nuclear and Radiation Education - Strategies and Approaches to Enhance Capacity Building in Nuclear Education and Training” realizou-se entre os dias 4 e 7 de dezembro e contou com a presença de 37 representantes de 25 países europeus e asiáticos, assim como de especialistas internacionais e delegados da IAEA.

Ricardo Trigo e membros da ULisboa e CGD

Ricardo Trigo é professor no Departamento de Engenharia Geográfica, Geofísica e Energia e investigador no Instituto Dom Luiz, no RG1 – Climate change, atmosphere-land-ocean processes and extremes. Este ano foi distinguido, pela segunda vez, pela ULisboa e Caixa Geral da Depósitos (CGD) com um prémio científico, na área das Ciências da Terra e Geofísica. O primeiro prémio científico atribuído pela ULisboa e pela CGD ao cientista ocorreu em 2017. Leia a entrevista com o cientista e saiba o que pensa sobre esta distinção e em que consiste a sua investigação.

salão nobre da Reitoria da ULisboa

Na edição de 2023 dos Prémios Científicos ULisboa / Caixa Geral de Depósitos (CGD) foram atribuídos 20 prémios e 20 menções honrosas a professores e investigadores da Universidade. Os cientistas da Ciências ULisboa alvo desta distinção foram Alysson Bessani, Ricardo Trigo e Vladimir Konotop, com prémios no valor de 6.500€; e Carla Silva, Jaime Coelho, José P. Granadeiro e Rita Margarida Tavares, com menções honrosas.

Luís Carriço e memebros da ULisboa e CGD

José P. Granadeiro é professor no Departamento de Biologia Animal e investigador no grupo de investigação Biologia da Adaptação e Processos Ecológicos do Centro de Estudos do Ambiente e do Mar (CESAM). Este ano foi distinguido pela ULisboa e pela Caixa Geral da Depósitos (CGD) com uma menção honrosa, na área de Biologia, Engenharia Biológica, Bioquímica e Biotecnologia. Leia a entrevista com o cientista e saiba o que pensa sobre esta distinção e em que consiste a sua investigação.

Imagem gráfica da rubrica com fotografia de André Rodrigues

A crónica da autoria da Comissão de Imagem do Departamento de Informática da Ciências ULisboa visa realçar a investigação feita pelos docentes e investigadores deste departamento. A primeira dá a conhecer André Rodrigues.

Carla Silva com membros da ULisboa e da CGD

Carla Silva é professora no Departamento de Engenharia Geográfica, Geofísica e Energia e investigadora no Instituto Dom Luiz, no RG5 – Energy Transition. Este ano foi distinguida pela ULisboa e pela Caixa Geral da Depósitos com uma menção honrosa, na área de Engenharia do Ambiente e Energia. Leia a entrevista com a cientista e saiba o que pensa sobre esta distinção e em que consiste a sua investigação.

Rita Margarida Cardoso e membros da ULisboa e CGD

Rita Margarida Cardoso é investigadora no Departamento de Engenharia Geográfica, Geofísica e Energia e investigadora no Instituto Dom Luiz (IDL), no RG1 – Climate change, atmosphere-land-ocean processes and extremes. Este ano foi distinguido pela ULisboa e pela Caixa Geral da Depósitos (CGD) com uma menção honrosa, na área das Ciências da Terra e Geofísica. Leia a entrevista com a cientista e saiba o que pensa sobre esta distinção e em que consiste a sua investigação.

Vladimir Konotop e membros da ULisboa e da CGD

Vladimir Konotop é professor no Departamento de Física e investigador no Centro de Física Teórica e computacional da Ciências ULisboa. Este ano foi distinguido pela segunda vez, pela ULisboa e pela Caixa Geral da Depósitos (CGD) com um prémio científico, na área de Física e Materiais. O primeiro prémio científico atribuído pela ULisboa e pela CGD ao cientista ocorreu em 2017. Leia a entrevista com o cientista e saiba o que pensa sobre esta distinção e em que consiste a sua investigação.

Alysson Bessani e membros da ULisboa e CGD

Alysson Bessani é professor no Departamento de Informática e investigador no LASIGE Computer Science and Engineering Research Centre da Ciências ULisboa. Este ano foi distinguido pela ULisboa e pela Caixa Geral da Depósitos (CGD) com um prémio científico, na área das Ciências da Computação e Engenharia Informática. Leia a entrevista com o cientista e saiba o que pensa sobre esta distinção e em que consiste a sua investigação.

José Ricardo Paula

José Ricardo Paula, investigador auxiliar júnior no Departamento de Biologia Animal da Ciências ULisboa e no Centro de Ciências do Mar e do Ambiente (MARE), é o vencedor da 4.ª edição do FLAD Science Award Atlantic, atribuído pela Fundação Luso-Americana para o Desenvolvimento (FLAD). De acordo com o comunicado de imprensa emitido pela FLAD, “José Ricardo Paula irá receber 300 mil euros de financiamento, em três anos, para desenvolver uma ideia inovadora, nomeadamente, o projeto ‘ATLANTICDIVERSA’, que pretende contribuir para compreender o papel dos mutualismos de limpeza na conservação da Biodiversidade do Atlântico, com recurso a tecnologias emergentes, como a Inteligência Artificial”.

Movimento de partículas ativas em meios desordenados

Sabia que quando um conjunto de robots ou bactérias se move num espaço onde há vários objetos livres, esses robots ou bactérias desviam esses objetos para poderem passar? Um grupo de investigadores da Ciências ULisboa e das universidades de College of London (Reino Unido) e de Gothenburg (Suécia) conseguiu mostrar que o rasto deixado por esse movimento contribui para a formação de grupos, funcionando como um mecanismo efetivo de comunicação entre eles.

Fotografia de Catarina Frazão Santos

Catarina Frazão Santos, investigadora no DBA Ciências ULisboa e no MARE, em entrevista ao canal YouTube da Faculdade, a propósito da distinção do ERC, com uma bolsa de arranque, no valor de quase 1,5 milhões de euros, dá a conhecer a sua pessoa, os objetivos e expetativas do projeto PLAnT, refletindo também sobre o contributo da Faculdade para o seu percurso profissional e a importância da sua área de investigação.

Identidade gráfica do café ciências da exposição cem medidas

“Cem Meias Medidas: desenhos e gravuras de Inez Wijnhorst” está patente ao público na Galeria Ciências até fevereiro de 2024. O curador da exposição - Pedro  Freitas - escreve uma crónica sobre esta mostra inaugurada a 21 de novembro. A 12 de dezembro, pelas 17h00, na Galeria Ciências, o curador e a autora participam numa mesa-redonda, que conta ainda com a participação do cientista Henrique Leitão. Os três pretendem explorar a exposição através dos seguintes pontos de vista: o da criação e da intenção dos desenhos, o do seu conteúdo matemático e físico, e o das suas eventuais interações com a história da ciência.

Conceção artística de um buraco negro

Num artigo publicado na revista científica Astronomy & Astrophysics, uma equipa internacional liderada por Rodrigo Carvajal, do Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço e da Ciências ULisboa, e que inclui dez investigadores do IA, apresenta um método de aprendizagem automática (machine learning) que reconhece galáxias superluminosas no início do Universo.

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