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
4 pessoas em frente de uma tela de apresentação

No âmbito da UC “Voluntariado Curricular”, realizaram-se no passado dia 19 de janeiro as apresentações dos projetos dos alunos. Esta UC promove a formação e o desenvolvimento pessoal dos estudantes, sensibilizando-os para as temáticas da solidariedade, tolerância, compromisso, justiça e responsabilidade social.

Henrique Leitão e José María Moreno

Henrique Leitão e José María Moreno Madrid, investigadores do Centro Interuniversitário de História das Ciências e da Tecnologia (CIUHCT) ​​​​​​ganham (em ex-aequo) o prémio Almirante Teixeira da Mota pelo seu livro "Desenhando a Porta do Pacífico. Mapas, Cartas e Outras Representações Visuais do Estreito de Magalhães".

instrumento matemático

Está patente na Fundação Caixa Agrícola Costa Azul, em Santiago do Cacém, “O Cálculo de Ontem e de Hoje”, uma exposição didática concebida pelo Departamento de Matemática da Ciências ULisboa e pelo Museu Nacional de História Natural e da Ciência, em parceria com o Centro de Ciência Viva do Lousal.

alimentos

O programa da Antena 1 intitulado “Os desafios da alimentação sustentável”, que contou com a colaboração da ULisboa, Universidade Nova de Lisboa e Universidade do Algarve, foi lançado a 6 de fevereiro. Envolvido neste projeto esteve Bruno Pinto, investigador do Centro de Ciências do Mar e do Ambiente, polo da Ciências ULisboa.

Maria Manuel Torres

Maria Manuel Torres, professora do DM Ciências ULisboa, é a protagonista do quinto vídeo do projeto “Porquês com Ciência” sobre Matemática e Sustentabilidade.

pessoas numa exposição

A iniciativa “Café Ciências” está de regresso, após uma pausa forçada devido à pandemia. As sessões terão lugar às quartas-feiras, pelas 17h30, na Galeria Ciências, promovendo olhares cruzados sobre a exposição “A Porta do Pacífico: Uma viagem cartográfica pelo Estreito de Magalhães”.

Marta Panão no estudio FCCN

Marta Panão, professora do Departamento de Engenharia Geográfica, Geofísica e Energia da Ciências ULisboa, é a protagonista do quarto vídeo do projeto “Porquês com Ciência”, disponível no YouTube da Faculdade. A pergunta “Como pensar a energia nos edifícios do futuro?” está diretamente relacionada com a licenciatura em Engenharia da Energia e Ambiente.

fotografia dos dois premiados

Dois estudantes da Ciências ULisboa receberam, em 2022, Bolsas de Investigação para Doutoramento Maria de Sousa, atribuídas pela Fundação para a Ciência e Tecnologia, em colaboração com a Agência de Investigação Clínica e Inovação Biomédica.

Conceção artística de um buraco negro

Uma equipa internacional, da qual faz parte José Afonso, investigador no Departamento de Física da Faculdade e no Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço, lançou a hipótese de que os buracos negros poderão ter a resposta para a expansão acelerada do Universo.

vários jovens numa foto de grupo

Leonor Gonçalves, estudante do 1º. ano do mestrado em Estatística e Investigação Operacional, fala sobre a sua missão e partilha a experiência enquanto embaixadora das Carreiras na União Europeia (UE), deixando um apelo aos estudantes da Ciências ULisboa com interesse e dúvidas sobre as carreiras da UE, para que entrem em contacto com ela.

mesa com computador, caneca de café e bloco de notas

A Sociedade Portuguesa de Autores atribuiu o Prémio de Jornalismo Cultural deste ano à jornalista Teresa Firmino, editora da secção de Ciência do jornal Público, e membro do Conselho de Escola da Ciências ULisboa.

frente da reitoria da ULisboa

Entrevista a James McAllister, filósofo e professor no Institute for Philosophy, na Universidade de Leiden, na Holanda, que estará a trabalhar na Faculdade durante este ano letivo como investigador visitante.

imagem do Perserverance em Marte

Carlos Mão de Ferro, estudante do doutoramento em Informática, relata a sua experiência de estágio na NASA, na Califórnia, EUA. O estudante está a participar num projeto cujo objetivo é lançar pequenos robots na superfície de Marte, a partir de um rover principal, formando uma rede de sensores inteligente, com o intuito de estudar a existência de água no planeta.

Carlos Castro a receber a nomeação

Carlos Nieto de Castro, professor catedrático jubilado do Departamento de Química e Bioquímica e investigador no Centro de Química Estrutural (CQE), foi eleito Fellow da International Association for Advanced Materials (IAAM), como reconhecimento pela sua contribuição na área da Termofísica de fluidos e materiais com aplicações energéticas. É o segundo investigador português a obter esta distinção.

tubarão-martelo

Novo estudo recentemente publicado na revista Frontiers in Marine Science, desenvolvido por investigadores portugueses e cabo-verdianos, revela zona de berçário de tubarões na baía de Sal Rei, na ilha da Boa Vista, em Cabo Verde. Albergando juvenis de várias espécies ameaçadas, incluindo o icónico tubarão-martelo, trata-se de uma região única no Atlântico Este.

vistas da tibia, dinossauro e silueta humana

Trabalhos de investigação na jazida de Lo Hueco, Cuenca, em Espanha permitiram identificar restos fósseis de um dinossáurio carnívoro, com aproximadamente 75-70 milhões de anos, estreitamente relacionado ao grupo dos velocirraptorinos.

Galopim de Carvalho e Marcelo Rebelo de Sousa

O Presidente da República Marcelo Rebelo de Sousa, condecorou, em cerimónia no Palácio de Belém no passado dia 31 de janeiro, o professor catedrático jubilado António Galopim de Carvalho com as insígnias de Grande-Oficial da Ordem da Instrução Pública, ordem honorífica que reconhece a dedicação à causa da educação e do ensino.

mapa, com desenho de um dinossauro e vertebras caudais

Foi publicado recentemente na revista internacional Historical Biology um novo estudo sobre a diversidade dos dinossáurios saurópodes do Maastrichtiano da antiga ilha de Hațeg, que corresponde atualmente ao atual território da Roménia. O estudo foi liderado pelo paleontólogo Pedro Mocho, investigador no DG Ciências ULisboa, no Instituto Dom Luiz (IDL), e no Dinosaur Institute do Natural History Museum of Los Angeles County, na Califórnia.

Michele Vendruscolo, Ehud Gazit e Kresten Lindorff-Larsen

A propósito do arranque do projeto europeu TWIN2PIPSA, irá decorrer na Ciências ULisboa, entre os dias 1 e 3 de fevereiro de 2023, uma série de conferências plenárias, abertas a toda a comunidade académica, proferidas por especialistas das universidades parceiras do projeto: Michele Vendruscolo, da Universidade de Cambridge; Ehud Gazit, da Universidade de Tel Aviv; e Kresten Lindorff-Larsen, da Universidade de Copenhaga.

Artigo em homenagem ao professor do Departamento de Educação da Ciências ULisboa, Eduardo Veloso, falecido em dezembro de 2022, da autoria de Suzana Nápoles, professora aposentada do DM Ciências ULisboa.

Ana Marta de Matos

Novo artigo da autoria de Ana Marta de Matos, investigadora do Centro de Química Estrutural, do Institute of Molecular Sciences, sobre o potencial terapêutico dos antibióticos à base de açúcares, foi publicado a 24 de janeiro, na 4.ª edição da revista European Journal of Organic Chemistry, uma publicação dedicada à Química Orgânica. O artigo foi destacado na capa da revista.

Tarantula Nebula

Dois investigadores da Ciências ULisboa integram a nova direção da Sociedade Portuguesa de Astronomia, que tomou posse a 1 de janeiro.

espaço da exposição

Entrevista a José María Moreno Madrid, curador da exposição “A Porta do Pacífico: Uma viagem cartográfica pelo Estreito de Magalhães”, inaugurada no dia 3 de novembro de 2022. A exposição constitui uma mostra cartográfica sobre a construção da imagem do Estreito de Magalhães nos inícios da Idade Moderna. Pode ser visitada até junho de 2023, na Galeria de Ciências (Edifício C4).

Margarida Amaral

Margarida Amaral, professora do Departamento de Química e Bioquímica da Faculdade e investigadora principal do grupo de investigação em Fibrose Quística, no BioISI, integra o Conselho de Acompanhamento Científico da Emiliy’s Entourage.

David Moreno, Vicente Miguel e Pedro Gil

A Fundação Calouste Gulbenkian atribuiu Bolsas Gulbenkian Novos Talentos a três estudantes de mérito da Ciências ULisboa das áreas de Matemática, Física e Biologia. David Moreno, Pedro Gil e Vicente Miguel vão participar no desenvolvimento de um projeto de investigação ao longo de um ano.

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