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
Filipe Ribeiro e Rui Rivaes, investigadores do MARE, asseguraram um financiamento de cerca de 74 000 euros para a contenção da perca-europeia na Reserva Natural da Malcata

Filipe Ribeiro e Rui Rivaes, investigadores do MARE, asseguraram um financiamento de cerca de 74 000 euros para a contenção da perca-europeia na Reserva Natural da Malcata.

Universidade de Lisboa é a líder entre as Universidades Portuguesas no Ranking de Shangai

A Universidade de Lisboa é a melhor universidade de Portugal, segundo a edição de 2024 do mais influente e conceituado ranking mundial, o Ranking de Shangai, que todos os anos avalia mais de 2500 universidades a nível mundial. 

Um conjunto de participantes dos EVM posam em frente a um quadro repleto de equações matemáticas e com um tabuleiro de xadrez desenhado

Terminou no dia 26 de julho a 1.ª edição dos Estágios de Verão em Matemática (EVM), organizada pelo Departamento de Matemática (DM) de CIÊNCIAS.

Imagem que mostra um homem a tirar uma foto de dois estudantes com o telemóvel. À sua esquerda, num espaço branco, pode ler-se "Partilhe as suas fotografias"

Será realizada uma recolha de fotografias pelos ex-alunos, com vista à criação de um itinerário expositivo das histórias e vivências retratadas por todo o campus de CIÊNCIAS.

Banner_Nature_Alice Nunes_Cristina Branquinho

O artigo ‘Unforeseen plant phenotypic diversity in a dry and grazed world’ (em português, ‘Inesperada diversidade fenotípica de plantas num mundo seco e pastoreado’), aborda os resultados de um estudo internacional em larga escala, que envolveu 120 cientistas de 27 países, para compreender como as plantas de zonas áridas se adaptaram a estes habitats extremos.

Banner MIC-STAND 2024

Entre 24 e 26 de julho, CIÊNCIAS foi palco da conferência MIC- STAND 2024: Mitigation of Microbiologically Influenced Corrosion: Towards Scientific & Industrial Standardization.

16.º Encontro Nacional de Química-Física

O duplo evento decorreu entre 17 e 19 de julho e reuniu investigadores, docentes e outras personalidades ligadas à Química-Física.

Foto de grupo Ser Cientista 2024

Campus de CIÊNCIAS enche-se de curiosidade e boa disposição para receber alunos deste programa de Verão.

Formações C-Academy

É já em setembro que o campus de CIÊNCIAS vai ser palco de duas formações do programa ‘C-Academy - Formação Avançada em Cibersegurança’ do Centro Nacional de Cibersegurança.

Membros do Ciências em Harmonia (C-H), o projeto pioneiro de CIÊNCIAS para promoção do bem-estar entre alunos

O Ciências em Harmonia (C-H), projeto pioneiro de CIÊNCIAS, teve direito a destaque na edição de 23 de julho do jornal Público.

Ser Cientista 2024

Entre 22 e 26 de julho, 67 alunos do ensino secundário têm a oportunidade experienciar, durante uma semana, o que é ser cientista e como é o ambiente de investigação.

Licenciaturas CNA 2024

Vem definir o teu futuro e descobre o que temos preparado para ti. Candidata-te a CIÊNCIAS ULisboa!

Banner Prémio de Doutoramento em Ecologia - Fundação Amadeu Dias

Já são conhecidos os vencedores da edição 2024 do Prémio de Doutoramento em Ecologia - Fundação Amadeu Dias, organizado pela Sociedade Portuguesa de Ecologia (SPECO).

Jorge Buescu, professor do Departamento de Matemática (DM) de CIÊNCIAS, reeleito Vice-Presidente da European Mathematical Society (EMS)

Jorge Buescu, professor do Departamento de Matemática (DM) de CIÊNCIAS, foi reeleito Vice-Presidente da European Mathematical Society (EMS).

Verão na ULisboa em CIÊNCIAS

Foi com um sorriso na cara e com vontade de um dia regressarem, que os estudantes do programa Verão na ULisboa deixaram o campus de CIÊNCIAS, após as cerimónias de entrega de diplomas que decorreram nos dias 5 e 12 de julho.

Assinatura do Protocolo com a REDCORP

o passado dia 9 de julho a Direção de CIÊNCIAS assinou um protocolo de cooperação com a REDCORP, empresa de empreendimentos mineiros responsável pelo Projeto Lagoa Salgada.

CIÊNCIAS assinA um protocolo de colaboração com a Raiz Vertical Farms nas instalações de CIÊNCIAS, tendo sido assinado pelo Diretor da faculdade, Luís Carriço, e pela co-fundadora da startup Rede Vertical Farms, Inês Barros.

CIÊNCIAS assinou um protocolo de colaboração com a Raiz Vertical Farms, com o objetivo de instalar uma horta vertical no campus da faculdade.

Equipa do CSD Lab do BioISI

Uma equipa de investigadores do Laboratório de Estrutura e Dinâmica Celular (CSD Lab) do Instituto de Biossistemas e Ciências Integrativas (BioIS

Diogo Rodrigues Fernandes

Diogo Rodrigues Fernandes, doutorando de CIÊNCIAS e investigador no Centro de Ecologia, Evolução e Alterações Ambientais (

Banner O Planeta Vivo

“Temos este mundo, ou nada. E temos um grande problema se não entendermos o planeta que queremos salvar.” Esta citação de Carl Sagan é o mote do documentário ‘O Planeta Vivo’, que estreou no passado dia 3 de julho na RTP.

Vista Aérea do Observatório do Paranal

O Observatório do Paranal, no deserto do Atacama no Chile, que faz parte do Observatório Europeu do Sul (ESO), vai receber em 2025 um telescópio made in Portugal para observar o Sol.

Nuno Gonçalves e Inês Leite posam com os prémios junto aos restantes investigadores do Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço (IA)

Nuno Gonçalves e Inês Leite, estudantes de CIÊNCIAS, foram premiados na SPIE Astronomical Telescopes + Instrumentation, a maior conferência internacional sobre instrumentação para a Astronomia.

Ranking de Leiden: Há três áreas de investigação de CIÊNCIAS em que a ULisboa é líder nacional

A Universidade de Lisboa (ULisboa) está em primeiro lugar a nível nacional em três áreas de produção científica de CIÊNCIAS no reputado CWTS Leiden Ranking: Ciências da Vida e da Terra, Matemáti

Banner Curso PRODIGI

A partir de 2025 a Universidade de Lisboa em parceria com o Instituto Politécnico de Lisboa, vai disponibilizar uma nova formação online em competências digitais.

 

Páginas