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

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

A Faculdade de Ciências da Universidade de Lisboa lamenta a ocorrência que, no passado sábado, vitimou mortalmente um ex-aluno da licenciatura em Tecnologias de Informação. Estamos todos em estado de choque e transmitimos aos familiares e amigos as mais profundas condolências.

As candidaturas a um período de estudos ou de investigação ao abrigo do Programa Erasmus+ na Faculdade começaram a 1 de dezembro, mas os estudantes puderam informar-se logo no Dia Internacional em Ciências dos tipos de mobilidade em curso, bem como dos requisitos necessários para a respetiva candidatura, que termina no último dia do ano.

Isabel Pinheiro podia ter escolhido uma carreira na área da investigação, mas optou pelo ensino. “Cada descoberta, cada aula, cada aula partilhada com um colega é um momento diferente”, refere a professora de Física e Química da Escola Seomara da Costa Primo, apaixonada pela educação e pela tabela periódica, que em 2019 celebra 150 anos.

"A memória da FFCUL, instituição, que soube merecer uma apreciação inequivocamente positiva dos investigadores que serviu, e de todas as instituições que financiaram as suas atividades, será mantida no seu site, onde se encontram todos os relatórios e contas desde 2009, e onde se pode seguir, com toda a transparência, a vida da FFCUL." Leia o artigo de José Manuel Rebordão, ex-presidente do Conselho Diretivo e da Comissão Liquidatária da FFCUL.

Após o sucesso dos mestrados em Gestão e Governança Ambiental e Microbiologia Aplicada, dos quais resultaram os primeiros 25 mestres em Angola nestas áreas, iniciou-se este ano, a 2.ª edição do mestrado em Gestão e Governança Ambiental, com novos 25 alunos. José Guerreiro, professor do Departamento de Biologia Animal da Ciências ULisboa, esteve em serviço externo em Angola, tendo regressado a Portugal este sábado, dia 14 de dezembro, após fechar com sucesso o 1.º ano curricular de mais uma edição deste programa.

"A compreensão do tempo pode ser feita em função dos ganhos e perdas de informação. Assim, a adaptação é um ganho de informação, a degradação é um tipo de perda e implica um aumento de entropia. Os fenómenos complexos aparecem entre os estados de baixa e os de alta entropia, onde a baixa entropia dá-nos a ordem da complexidade", in no Campus com Helder Coelho.

O Tec Labs - Centro de Inovação da Faculdade participou numa missão de quatro dias, na Alemanha, organizada pelo Health Cluster Portugal (HCP). Leia a crónica publicada no blog do Centro de Inovação da Faculdade e saiba como decorreu a visita.

O Prémio Breakthrough em Física Fundamental 2020, um dos mais prestigiantes em Física, foi atribuído ao projeto Event Horizon Telescope (EHT) e a cada um dos 347 membros, incluindo o português Hugo Messias, antigo aluno da Ciências ULisboa e atualmente investigador do Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço. Hugo Messias foi ainda galardoado este ano com o prémio GQ Men of the Year, na categoria ciência.

Carolina Sá, professora do DBV e investigadora do polo da Faculdade do MARE, doutorada em Ciências do Mar, juntamente com Andreia Tracana, Giulia Sent respetivamente mestre e estudante do mestrado em Ciências do Mar, também elas investigadoras do MARE Ciências ULisboa, participaram no cruzeiro AMT29, que atravessou o Atlântico, desde o Reino Unido até Punta Arenas, na América do Sul, a bordo do navio Discovery.

Rui Agostinho, professor do Departamento de Física e investigador do polo da Faculdade do Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço, recebe no Dia Nacional da Cultura Científica o Grande Prémio Ciência Viva Associação Mutualista Montepio 2019, pela sua ação notável na promoção da cultura científica como professor, investigador, autor e divulgador na área da Astronomia.

Ana Eliete dá aulas de Matemática há cerca de 15 anos e sempre quis ser professora. Escolheu a profissão por vocação. É licenciada em Ensino da Matemática, pela Universidade de Évora, e em 2011 concluiu o mestrado em Matemática para Professores, pela Ciências ULisboa.

Margarida Amaral, professora do Departamento de Química e Bioquímica da Ciências ULisboa e coordenadora do Instituto de Biossistemas e Ciências Integrativas, foi distinguida com o Jack Riordan & Paul Quinton CF Science Award 2019, que visa homenagear os cientistas cuja missão é encontrar a cura para a fibrose quística.

O Tec Labs voltou a marcar presença no Web Summit, com a Delta Soluções, a Nevaro, a Vawlt Technologies e a UpHill, segundo o blog do Centro de Inovação da Faculdade. Entretanto, já é possível efetuar o pré-registo na edição 2020 do mediático certame dedicado à inovação tecnológica.

A exposição “Plasticidade – uma História dos Plásticos em Portugal” - em exibição no Museu de Leiria - ganhou o Dibner Award for Excellence in Museum Exhibits. A exposição premiada é uma das metas do projeto “O Triunfo da Baquelite – Contributos para uma História dos Plásticos em Portugal”, coordenado por Maria Elvira Callapez, investigadora do polo da Ciências ULisboa do Centro Interuniversitário de História das Ciências e da Tecnologia.

A Nevaro, uma proto-company da Ciências ULisboa, fundada por Francisca Canais e Rita Maçorano, duas alunas do mestrado integrado em Engenharia Biomédica e Biofísica (MIEBB), e por Hugo Ferreira, professor do Departamento de Física e investigador do Instituto de Biofísica e Engenharia Biomédica da Faculdade, participou na 2.ª edição do prémio “Internet +” de inovação e empreendedorismo da China e países de língua portuguesa para estudantes universitários, ganhando no final do concurso o prémio de bronze.

"Visitar esta exposição é entrar na pesquisa de Katrin von Lehmann sobre o desenho usando o método artístico de experimentação, assim como na aventura interdisciplinar que pretende, a partir da Filosofia, perceber um pouco mais das possíveis relações entre Arte e Ciência." Crónicas em Ciências com Catarina Pombo Nabais, curadora da exposição.

 A 1.ª edição do Encontro sobre Mamíferos Marinhos (EMMA 2019) realiza-se em Ciências ULisboa, no auditório da FCiências.ID, sito no edifício C1, piso 3, no próximo dia 15 de novembro, e visa reunir a comunidade científica e empresarial que trabalha com mamíferos marinhos em Portugal.

O Centro de Estatística e Aplicações da Universidade de Lisboa juntou-se à celebração do Dia Europeu da Estatística pelo 4.º ano consecutivo, numa sessão com três convidados de peso - Hygor Piaget, Carlos da Camara e Vitor Sousa - que apresentaram de forma clara a Estatística como pilar transversal da ciência.

Margarida Amaral, professora do Departamento de Química e Bioquímica da Ciências ULisboa e coordenadora do Instituto de Biossistemas e Ciências Integrativas, visitou este ano a Naturalist, uma empresa startup, sediada na ilha do Faial, nos Açores e que integra investigadores da Faculdade e do Centro de Ciências do Mar e Ambiente.

Em plena emergência climática, um grupo de investigadores desenvolveu um novo método de criar hidrogénio a partir da água e que pode fomentar novas oportunidades para a captura de energia renovável. “Este estudo permite uma melhor compreensão dos resultados experimentais e poderá guiar estudos futuros da mesma linha temática”, refere Nuno A. G. Bandeira, investigador do DQB Ciências ULisboa, do CQB, do BioISI e um dos autores do artigo.

A equipa Nikola Tesla foi a grande vencedora desta segunda edição dos Innovation Days, com a Keep on Care, uma aplicação que ajuda os cuidadores informais a organizarem as suas atividades e a contactarem especialistas. Leia a crónica publicada no blog do Centro de Inovação da Faculdade.

Um novo estudo publicado na prestigiada revista Nature Communications e no qual estiveram envolvidos João C. Duarte, investigador do DG Ciências ULisboa e do IDL e Filipe M. Rosas, professor do DG Ciências ULisboa e investigador do IDL, mostrou que a resposta a esta pergunta se encontra na fronteira entre o oceano Pacífico e a margem continental do este asiático, junto ao Japão e às Filipinas, já que nesta zona existe um limite de placas tectónicas caracterizado pela presença de grandes zonas de subducção, onde diversas placas tectónicas mergulham umas sob as outras.

Um grupo de investigadores descobriu que as intrusões de massas de ar provenientes do Saara aumentaram de frequência, particularmente desde meados da década de 1970, concluindo ainda que estes fenómenos atingem latitudes cada vez mais a norte no espaço europeu. O grupo integra investigadores de Ciências ULisboa e do IDL, entre outras instituições portuguesas e estrangeiras.

No ano letivo de 2019/2020, todos os estudantes de Ciências ULisboa que tenham interesse e dúvidas sobre as carreiras da União Europeia (UE) poderão contactar Catarina Hoosseni por email eucareers.fcul@gmail.com ou via LinkedIn! A aluna da Ciências ULisboa do último ano do mestrado integrado em Engenharia Biomédica e Biofísica está disponível para aconselhar e explicar todo o processo de recrutamento na UE!

Comité de Gestão da Ação COST CA15216 reuniu-se no campus da Ciências ULisboa. O objetivo desta ação é decifrar os segredos dos organismos que produzem bioadesivos e usar as suas propriedades invulgares, nomeadamente boa adesão na presença de fluidos, convertendo-os em novos produtos com aplicações médicas e industriais.

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