Medição espacial do turbilhão de massa num buraco negro com centenas de milhões de massas solares

“2018 foi o ano mirabilis

Instrumento GRAVITY e câmara de infravermelho desenvolvidas por cientistas do CENTRA, Ciências ULisboa e FEUP

Ilustração de um buraco negro ativo no centro de uma galáxia

Ilustração de um buraco negro ativo no centro de uma galáxia

ESO/L. Calçada

Curiosidades

O que é o efeito Doppler?

É um efeito em que a cor dos objetos muda de acordo com a sua velocidade. Este efeito é utilizado para medir a velocidade dos automóveis.

Sabia que um buraco negro é uma concentração de massa muito grande numa escala espacial comparavelmente pequena? A luz não consegue escapar do interior do buraco negro, no entanto, na vizinhança da sua superfície e na presença de matéria, têm lugar fenómenos muito energéticos que emitem luz.

Cientistas portugueses estiveram envolvidos na primeira medição espacial do redemoinho de massa que orbita um buraco negro de centenas de milhões de massas solares. Os resultados desta investigação realizada por uma equipa internacional são divulgados pela revista Nature, no artigo "Spatially resolved rotation of the broad-line region of a quasar at sub-parsec scale".

Nesta investigação foi utilizado o instrumento GRAVITY, que combina a luz dos quatro telescópios gigantes de 8 m de diâmetro do Observatório Europeu do Sul, usando uma técnica denominada de interferometria.

António Amorim, coautor do artigo, professor do Departamento de Física de Ciências ULisboa e investigador no CENTRA, refere que “utilizando o instrumento GRAVITY, do qual o nosso grupo construiu a câmara de infravermelho, observámos variações da velocidade dentro de um ‘quasar’ (3c 273), que é um buraco negro com massas de centenas de milhões de vezes a massa do Sol e com uma luminosidade milhares de vezes superior à de toda uma galáxia como a nossa via Láctea. Este quasar encontra-se a uma distância de 2400 milhões de anos luz.”

Paulo Garcia, coautor do artigo, professor na Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto e investigador do CENTRA, explica que “até agora esta região era localizada apenas através de ecos temporais. Explosões na vizinhança do buraco negro propagavam-se nas riscas, mudando-as ao longo do tempo. Estudando com minúcia o eco temporal na risca e combinando-o com a velocidade da luz, obtinha-se informação sobre a região onde se encontrava o hidrogénio”.


O instrumento GRAVITY e a câmara de infravermelho desenvolvidas pelo CENTRA, um trabalho realizado por cientistas de Ciências ULisboa e da FEUP
Fonte MPE/GRAVITY team

“Em geral, as galáxias massivas albergam, no seu centro, um buraco negro supermassivo. Diz-se que uma galáxia é ativa quando o buraco negro supermassivo no seu centro devora material circundante, permitindo detetar a atividade através da radiação emitida que lhe é característica. Os quasares são as galáxias ativas mais brilhantes, e dos objetos mais brilhantes do Universo. Se estudarmos estes objetos com uma precisão superior a mil vezes mais do que aquela com que distinguimos as sete cores do arco-íris, observamos riscas de emissão de átomos de hidrogénio. Detetam-se, por efeito Doppler, velocidades de milhões de km/h no hidrogénio, compatível com um turbilhão de matéria em torno do buraco negro.”
Mercedes Filho, investigadora do CENTRA e da FEUP


Movimento das nuvens de gás detetados pelo GRAVITY. A cor indica o desvio Doppler os pontos à esquerda/abaixo da linha são em geral avermelhados (movem-se para dentro da folha). Os pontos à direita/acima da linha são em geral azulados (movem-se para fora da folha)
Fonte CENTRA

Para Eckhard Sturm, investigador do Max Planck Institute for Extraterrestrial Physics (MPE),  “o GRAVITY permitiu medir espacialmente esta região pela primeira vez e observar o movimento das nuvens de gás em torno do buraco negro. As nuvens movem-se num turbilhão em torno do buraco negro central”.

Para se ter uma ideia da impressionante precisão espacial do GRAVITY, imagine que estas nuvens de gás são pequenos LED movendo-se em torno de um eixo na Lua. Estas nuvens movem-se numa região com a forma de um donut, com um raio correspondente de cerca de 10 cm, sendo cada LED posicionado com a precisão de cerca de 6 mm.


Esquema do donut que explica o movimento das nuvens de gás. Este donut roda em torno do eixo. A bola negra ilustra o buraco negro
Fonte GRAVITY collaboration, 2018

A nova técnica permitiu obter informação sobre a massa do buraco negro central e a escala espacial da distribuição do gás. Para Jason Dexter, investigador do MPE, “este método confirma estimativas de cerca de 300 milhões de massas solares para a massa do buraco negro.”

Atualmente, Paulo Garcia está em licença sabática nos telescópios do Chile onde estas descobertas foram feitas. “2018 foi o ano mirabilis do instrumento GRAVITY. Depois de uma década de trabalho a construí-lo, obtivemos resultados excecionais. Em julho detetamos o redshift gravitacional numa estrela que orbita o buraco negro no centro da nossa galáxia. Em outubro detetaram-se ‘relâmpagos’ na vizinhança do buraco negro da nossa galáxia e agora temos este resultado para o quasar 3C273”, conclui.

“Os buracos negros são objetos intrigantes que nos permitem estudar a Física em condições extremas. Com o GRAVITY podemos estudar buracos negros na nossa Galáxia e fora dela.”
Reinhard Genzel, investigador do MPE

Artist's impression of the whirlpool around a gigantic black hole

Fonte L. Calçada/ESO

 

 

CENTRA, com ACI Ciências ULisboa e UIC FEUP
info.ciencias@ciencias.ulisboa.pt
Maria Amélia Martins-Loução

O Grande Prémio Ciência Viva 2021 distinguiu Maria Amélia Martins-Loução pela sua “ação notável na promoção da cultura científica enquanto professora, bióloga e divulgadora na área da Ecologia”. Nesta entrevista, publicada na área de notícias do site da sua Faculdade, partilha um comentário com os leitores: “Não parem nunca de querer saber. O conhecimento científico adquire-se aprendendo. Por isso, o esforço contínuo em inovar e cruzar saberes vale sempre a pena. Não para procurar distinções, mas por vocês, pelo puro prazer da aprendizagem e da transmissão do conhecimento”.

Brochuras e outros brindes

"A comunicação gera representações sociopsicológicas que são usadas para diferenciar, reconhecer e memorizar os seus bens, produtos e serviços, tornando-os singulares." Mais uma rubrica em jeito de editorial, da autoria de Ana Subtil Simões, editora da Newsletter de Ciências.

Maria Manuel Torres com alunos

"A Matemática serve para fazer magia", comenta Maria Manuel Torres, professora do Departamento de Matemática, a propósito da sessão sobre investigação em Matemática pura, realizada no âmbito do "Encontro com o Cientista", uma inicativa do Pavilhão do Conhecimento - Escola Ciência Viva. A Faculdade recebeu a visita de cerca de 45 alunos, com cerca de 10 anos, acompanhados pelas suas professoras e auxiliares, assim como por técnicos da Ciência Viva.

Reboot - closing this endless crisis [terminar esta crise interminável]

A Reboot é uma associação sem fins lucrativos formada em outubro de 2020 com a missão de criar uma comunidade focada no combate à crise climática. Circular 2021 é o próximo evento organizado pela Reboot, e decorre a 1 de dezembro, na Aula Magna da Reitoria da ULisboa.

Todas as semanas são boas para dar a conhecer os cientistas e o que investigam, assim como os seus contributos para o avanço do conhecimento, ainda assim há semanas mais especiais que outras, como é o caso da Semana da Ciência e da Tecnologia.

Imagem abstrata relacionada com o cartaz promocional do ranking

Alan Phillips é distinguido, pelo 4.º ano consecutivo, como um dos cientistas mais citados na área da Ciência Vegetal e Animal a nível mundial, pelo Highly Cited Researchers da Clarivate Analytics, uma empresa norte-americana especializada em gestão de informação científica.

musaranho-de-dentes-brancos

Investigador do Centro de Estudos do Ambiente e do Mar polo da Ciências ULisboa lidera descoberta sobre o comportamento social do musaranho-de-dentes-brancos.

Mulher escreve num quadro

Quer saber quem são os cientistas mais citados a nível mundial? Aceda gratuitamente aos dados da Mendeley, publicados na Elsevier. Portugal tem 481 cientistas no ranking referente ao impacto ao longo da carreira e 703 no ranking de 2020. Ciências ULisboa apresenta melhores resultados face a 2019.

4 pessoas com colete refletor

O Gabinete de Segurança, Saúde e Sustentabilidade da Ciências ULisboa promoveu a realização do primeiro simulacro no edifício do Centro de Ciências do Mar e do Ambiente. O primeiro exercício na Faculdade ocorreu em dezembro de 2013. Até agora já foram realizados 19 simulacros.

João Carlos Ribeiro Reis, professor aposentado do Departamento de Química e Bioquímica da Faculdade, e investigador do Centro de Química Estrutural, faleceu no passado dia 5 de novembro. A Faculdade apresenta sentidas condolências aos seus familiares, amigos e colegas.

Logotipo da rubrica radar Tec Labs

Décima nona rubrica Radar Tec Labs, dedicada às atividades do Centro de Inovação da Faculdade.

Seringas

Ensaio da autoria dos professores Manuel Carmo Gomes e Carlos Antunes.

uvas com a doença oídio

Estudo liderado por Ana Margarida Fortes, professora do DBV Ciências ULisboa e coordenadora de um dos grupos do BioISI Ciências ULisboa, está entre os cinco melhores artigos da Journal of Experimental Botany, uma prestigiada revista de investigação em plantas.

Maria Helena Carvalho de Sousa Andrade e Silva, professora aposentada da Ciências ULisboa, faleceu aos 94 anos, no passado dia 31 de outubro. A Faculdade apresenta sentidas condolências aos seus familiares, amigos e colegas.

Plano central anterior - Estrutura 3D da proteína S100B colorida a vermelho de acordo com as zonas preferenciais de ligação à proteína Tau; Plano posterior (esquerda) - célula marcada a verde indicando colocalização das proteínas S100B e Tau nos microtúbulos; Plano posterior (direita) - depósitos de proteína Tau agregada em células, identificados como manchas verdes

Uma equipa internacional liderada pelo cientista Cláudio M. Gomes, professor do DQB Ciências ULisboa e coordenador do laboratório PMAB do BioISI, descobriu uma nova função para uma proteína do cérebro, que atrasa a formação de depósitos proteicos causadores de demências como a doença de Alzheimer. Guilherme Moreira, estudante de doutoramento em Bioquímica na Ciências ULisboa, orientado por Cláudio M. Gomes, é o primeiro autor do estudo.

 

Flores, livro e ampulheta

"Apesar de tudo, outubro foi um rico mês e novembro promete ser igual (...) O dia de amanhã, ainda que não esteja garantido, é uma série ininterrupta e eterna de instantes e é nosso". Mais uma rubrica em jeito de editorial, da autoria de Ana Subtil Simões, editora da Newsletter de Ciências.

Cérebro

"Para cada uma destas operações interessa estudar como nos vamos conduzir, e em que direção vamos prosseguir, logo quais são os princípios das coisas especulativas e os da imaginação",  in No Campus com Helder Coelho.

crianças numa visita ao laboratório

Ciências ULisboa recebeu, no passado dia 6 de outubro, 47 alunos do 4º ano, da Escola Básica Mestre Querubim Lapa, no âmbito do programa Escola Ciência Viva do Pavilhão do Conhecimento. A visita realizou-se no âmbito da atividade “Encontro com o cientista” e teve como anfitrião o professor do Departamento de Física, Rui Agostinho.

Campus da Faculdade

A Faculdade dá a conhecer uma vez mais a melhor ciência que se faz nesta centenária instituição. O Dia da Investigação da Ciências ULisboa realiza-se a 27 de outubro, no grande auditório, sito no edifício C3 e conta com uma sessão especial dedicada às Alterações Climáticas, área de investigação onde Ciências ULisboa é líder.

Luis Carriço, diretor da Ciências ULisboa e Maria de Jesus Fernandes, bastonária da Ordem dos Biólogos, assinaram no passado mês de setembro um protocolo de colaboração que visa a conceção, criação e desenvolvimento de cursos de especialização nas áreas de especialidade da Ordem, nomeadamente: Ambiente, Biotecnologia, Educação e Saúde.

Folha em destaque

Vanessa Mata, Miguel Baptista e Tiago Morais são os vencedores da edição 2021 do Prémio de Doutoramento em Ecologia - Fundação Amadeu Dias, organizado pela Sociedade Portuguesa de Ecologia (Speco). A entrega dos galardões deve ocorrer no próximo mês de dezembro, durante o 20º Encontro Nacional de Ecologia, na Escola Superior Agrária do Instituto Politécnico de Viana do Castelo, em Ponte de Lima.

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“OS Diversity for Intrusion Tolerance: Myth or Reality?”, com coautoria de três investigadores da Ciências ULisboa, é um dos artigos distinguidos com o prémio Test-of-Time, atribuído em junho de 2021 pela DSN.

Logotipo da iniciativa - banner promocional

Entre 12 e 17 de outubro de 2021 realiza-se a primeira edição do FIC.A - Festival Internacional de Ciência, no Palácio e Jardins do Marquês de Pombal, em Oeiras. Ciências ULisboa está representada neste evento com dezenas de atividades.

logotipo das comemorações do centenário da licenciatura em engenharia geográfica/geoespacial

Este ano assinala-se o centenário da criação da licenciatura em Engenharia Geográfica/Geoespacial. Para comemorar a efeméride realiza-se a 22 de outubro de 2021, pelas 15h00, no grande auditório da Ciências ULisboa, uma Sessão Solene Comemorativa, organizada pela Faculdade em parceria com a Ordem dos Engenheiros.

Lagoa nos Açores

Um estudo multidisciplinar, da autoria de vários cientistas europeus e norte-americanos, reconstrói as condições em que os Açores foram habitados pela primeira vez e o impacto da presença humana nos ecossistemas.

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