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
Futurália

CIÊNCIAS marcou novamente presença na Futurália, a maior feira nacional dedicada à educação, formação e empregabilidade que vai já na 16ª edição. Foram milhares os visitantes, especialmente estudantes, que estiveram entre 26 e 29 de março na FIL – Feira Internacional de Lisboa. A Futurália assinala um momento crucial na transição do ensino secundário para o tão esperado ingresso no ensino superior. No stand da Faculdade, ficou claro que a paixão pela descoberta, a vontade de compreender o mundo, o desejo de solucionar problemas e o entusiasmo pela tecnologia foram os grandes impulsionadores destes quatro dias de partilha intensa com os futuros universitários.

CHILL - CHIcken Tractors as an efficient and sustainable Link in closed Loop agriculture

A história da capoeira móvel no PermaLab, integrada na HortaFCUL, é um exemplo vivo de como os princípios da permacultura podem transformar desafios em oportunidades. Desde a sua implementação em 2018, este galinheiro móvel, ou chicken tractor em inglês, foi concebido para unir sustentabilidade, inovação e comunidade, desempenhando um papel fulcral no ecossistema agrícola do projeto.

Professor António Casimiro coordenador científico do curso e Professor Associado do Departamento de Informática de CIÊNCIAS

A sessão de abertura do Cybersecurity Executive Program aconteceu em CIÊNCIAS, no passado dia 27 de março, marcando o arranque da 4ª edição desta formação. O Cybersecurity Executive Program é uma iniciativa conjunta de CIÊNCIAS e da consultora Premivalor Consulting, que se destina a formar e sensibilizar decisores e executivos C-level, de organizações públicas, privadas, civis e do setor militar, para as questões da cibersegurança.

Carlos Corela na entrega do prémio.

A Associação Portuguesa de Meteorologia e Geofísica (APMG) atribuiu ao investigador Carlos Corela o Prémio de Carreira Técnica para a Geofísica. A entrega desta distinção decorreu durante o jantar de confraternização do 13.º Simpósio de Meteorologia e Geofísica, durante o qual o investigador foi homenageado.

Equipa do projeto MIMESIS

A Fundação Ana Mendonça (FAM) anunciou a doação de €25.000,00 ao projeto MIMESIS –Bioadesivos inspirados na natureza para aplicações biomédicas e biotecnológicas, coordenado por Romana Santos, professora da CIÊNCIAS e investigadora no Centro de Ciências do Mar e Ambiente (MARE ULisboa), nomeadamente no grupo de investigação em bioadesão e biomimética.

Sala com alunos e jornalistas do Portugal em Direto

Cerca de 250 pessoas participaram nas várias atividades realizadas no Dia Internacional da Matemática em CIÊNCIAS 2025, o Dia do Pi, comemorado a 14, 15 e 19 de março. Leia alguns testemunhos de quem participou e organizou as atividades.

Foto de peões a atravessar passadeira com a rua parcialmente inundade.

A 23 de março celebra-se o Dia Mundial da Meteorologia. A data tem como objetivo aumentar a consciencialização global para a importância da meteorologia na compreensão do clima e dos fenómenos meteorológicos, além de alertar para as alterações climáticas e os seus impactos no meio ambiente, na economia e na qualidade de vida.

Imagem artística do Telescópio Espacial Euclid no espaço

Com apenas 0,45% do rastreio da missão espacial completado, o consórcio Euclid revelou, no dia 19 de março, um grande número de resultados descritos em 34 artigos científicos.

Navio de perfuração Fugro Synergy em missão para o IODP no Golfo de Coríntia.

João C. Duarte, Coordenador do Doutoramento em Geologia em CIÊNCIAS e investigador no Instituto Dom Luiz, foi nomeado Delegado Suplementar de Portugal do ESSAC, o Comité Científico do ECORD - European Consortium for Ocean Research Drilling.

Futurália

A maior feira de educação e formação de Portugal volta à FIL nos dias 26 a 29 de março!

Alunos num laboratório

Cerca de 60 alunos do 10.º ano do King's College School Cascais, com idades entre os 14 e os 16 anos, visitaram a Faculdade no passado dia 13 de março, e ficaram a conhecer de forma mais aprofundada como funcionam as aulas dos cursos de Biologia, Bioquímica, Química e Química Tecnológica e que tipo de investigação aqui é feita. Leia a reportagem e conheça a opinião de quem participou nesta iniciativa.

Rio Tejo

Vários investigadores do MARE-ULisboa participam em estudo que revela novos dados sobre a biologia reprodutiva do Siluro, também conhecido como peixe-gato europeu, no Rio Tejo. Este trabalho, agora publicado no Jornal de Biologia dos Vertebrados, da Academia de Ciências da República Checa, é o primeiro a ser feito com populações de siluro da Península Ibérica, incidindo na sua biologia reprodutora. Está inserido no âmbito do LIFE-PREDATOR, um projeto Europeu, liderado, em Portugal, por CIÊNCIAS.

Rúben Matos e Teresa Correia, alunos de CIÊNCIAS com projetos aprovados pelo Unite! Seed Fund 2024

Dois dos seis projetos aprovados pelo Unite! Seed Fund 2024, programa que pretende apoiar projetos inovadores e de colaboração entre universidades membros da aliança, contam com alunos de CIÊNCIAS. Rúben Matos e Teresa Correia estão em equipas diferentes, mas partilham o desejo de construir pontes entre as faculdades europeias.

Doutoramento em Saúde Planetária

A Universidade de Lisboa lança um Doutoramento em Saúde Planetária, com foco nos principais desafios globais que cruzam as ciências da saúde, ambientais, sociais e políticas, a nível local, regional e planetário. 

chuva

A precipitação na região do Mediterrâneo tem-se mantido razoavelmente estável, segundo um estudo publicado na Nature e que analisou os dados de 23.000 estações de precipitação de 27 países da zona mediterrânica, entre 1871 e 2020. O professor Ricardo Trigo, o doutorando Miguel M. Lima e o investigador Luis Gimeno Sotelo da CIÊNCIAS assinam o artigo, juntamente com outros 65 especialistas.

Cardume e logótipo da Nature Physics

​Nuno Araújo, Presidente do Departamento de Física de CIÊNCIAS e investigador no CFTC - Centro de Física Teórica e Computacional, é um dos autores de um estudo que acaba de ser publicado na prestigiada revista Nature Physics e cuja descoberta pode ter impacto na saúde e na robótica.

CIÊNCIAS conquista primeiro lugar em concurso do primeiro encontro de sustentabilidade

Decorreu no dia 11 de março o 1º Encontro de Sustentabilidade da ULisboa, que teve como principal objetivo promover uma discussão construtiva sobre a estratégia da ULisboa no âmbito da sustentabilidade e destacar boas práticas das Escolas apresentadas pelas Associações de Estudantes.

Elementos da Rede Miniflorestas de Portugal

No passado dia 7 de março, a FCULresta recebeu o primeiro encontro presencial das entidades parceiras que integram a recém-criada Rede de Miniflorestas de Portugal. O local do evento serviu também para celebrar os 4 anos da minifloresta de CIÊNCIAS, a primeira documentada no país e pioneira na adaptação do método de Miyawaki ao restauro de ecossistemas mediterrânicos em meio urbano em clima mediterrânico, mas sobretudo para refletir sobre os frutos que este projeto tem deixado um pouco por todo o país.

Catarina Frazão Santos

No passado dia 5 de março de 2025, decorreu em Bruxelas, na sede da Comissão Europeia, o evento "Fisheries and Oceans Dialogues", integrado nos European Ocean Days. Este encontro reuniu cerca de 450 participantes presenciais e muitos outros online, representando setores tão diversos como as comunidades piscatórias, a economia azul, a sociedade civil e a academia.

Foto de Marte.

Estudo inédito com participação de professores de CIÊNCIAS revela que Marte e Terra são mais diferentes do que se pensava anteriormente. Pedro Mota Machado e Francisco Brasil, investigadores de CIÊNCIAS, no Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço (IA), são os primeiros autores deste estudo que condensa, pela primeira vez numa escala global, 20 anos de observações em Marte.

Pormenor da exposição

A exposição "Coral Change", patente no Museu do Mar Rei D. Carlos até 8 de junho de 2025, é o resultado de uma colaboração única entre a ceramista Catarina Nunes e a equipa de investigadores do Macroscope Lab liderado pela professora e investigadora Maria Dornelas da Universidade de St Andrews, CIENCIAS e MARE.

 

A Universidade de Lisboa é a universidade portuguesa melhor classificada no SCImago Institutions Rankings (SIR). Subiu 6 posições em relação ao ano passado e encontra-se entre as 140 melhores do mundo, no 138º lugar. Esta é a melhor posição de sempre da ULisboa neste ranking.

No dia 22 de fevereiro o NFEF - Núcleo de Estudantes de Física e Engenharia Física, organizou o seu evento de marca, o Física Fora da Academia (FFA). A oitava edição, que teve lugar no Grande Auditório de CIÊNCIAS, contou com a presença de quase meia centena de estudantes de Física e Engenharia Física, não só de CIÊNCIAS, mas também de outras escolas da ULisboa.

Banner Mulheres de CIÊNCIAS no 5.º volume do livro Mulheres na Ciência.

Neste dia 8 de março, Dia Internacional da Mulher, conheça as sete cientistas e investigadoras de CIÊNCIAS homenageadas no 5.º volume do livro ‘Mulheres na Ciência’. O livro ‘Mulheres na Ciência’ é um projeto de divulgação da Ciência Viva - Agência Nacional para a Cultura Científica e Tecnológica que pretende celebrar a ciência no feminino. O destaque são as mulheres cientistas portuguesas, que representam 45% do total de investigadores no nosso país e cujo trabalho notável tem sido fundamental para o progresso que a Ciência e a Tecnologia nacionais registaram nas últimas décadas.

Nuno Gonçalves fazendo a sua apresentação no 'Your thesis in 3 minutes'.

Nuno Gonçalves, aluno de doutoramento no IA - Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço, aceitou o convite da Universidade de Lisboa e rumou a Barcelona para representar a nossa universidade no concurso 'Your thesis in 3 minutes', tendo sido o grande vencedor.

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