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
livros

Henrique Leitão, investigador do Departamento de História e Filosofia das Ciências e do Centro Interuniversitário de História das Ciências e da Tecnologia de Ciências ULisboa ganhou uma European Council Research (ERC) Advanced Grant 2018, no valor de dois milhões de euros, no âmbito do projeto “Making the Earth Global: Early Modern Nautical Rutters and the Construction of a Global Concept of the Earth”.

Cérebro

Cláudio Gomes, professor no Departamento de Química e Bioquímica de Ciências ULisboa e investigador no BioISI, apresenta dia 28 de março o mais recente trabalho do seu laboratório sobre um novo mecanismo bioquímico nas células nervosas que retarda a formação de agregados de proteína no cérebro, causadores da doença de Alzheimer, na 14ª Edição daAD/PDTM - Conferência Internacional de Doença de Alzheimer e Parkinson.

Maria José calhorda

O Prémio Ferreira da Silva 2018 da Sociedade Portuguesa de Química (SPQ) é atribuído a Maria José Calhorda, professora do Departamento de Química e Bioquímica de Ciências ULisboa, e será entregue durante o XXVI Encontro Nacional da SPQ, a ocorrer no Porto, de 24 a 26 de julho de 2019.

Participantes da missão oceanográfica a bordo do RV METEOR

Resultados preliminares da missão oceanográfica a bordo do RV METEOR parecem confirmar a presença de eventos catastróficos e que afetaram a costa portuguesa ao longo dos últimos 12 mil anos.

ASSISIbf

"Robots mediating interactions between animals for interspecies collective behaviors" da autoria de Frank Bonnet, Rob Mills, Martina Szopek, Sarah Schönwetter-Fuchs, José Halloy, Stjepan Bogdan, Luís Correia, Francesco Mondada e Thomas Schmickl é um dos artigos da Science Robotics, publicado a 20 de março de 2019.

Direção Ciências ULisboa

A Direção da Faculdade visitou em fevereiro e março os dez departamentos de Ciências ULisboa. “Acho que foi muito positivo”, comenta Luís Carriço, diretor de Ciências ULisboa mencionando ainda que as reuniões permitiram a apresentação e discussão de ideias muito interessantes.

Margarida Amaral

Margarida Amaral, diretora do BioISI e professora no Departamento de Química e Bioquímica de Ciências ULisboa, proferiu duas palestras na Johns Hopkins University School of Medicine em Baltimore, nos EUA, sobre terapêutica personalizada da Fibrose Quística, nos passados dias 6 e 7 de março de 2019.

ETAR de Faro Noroeste

Uma equipa de Ciências ULisboa e do Laboratório Nacional de Engenharia Civil foi distinguida com o Prémio WEX Global 2019 “Inovação em Tecnologia” pela produção sustentável de novos carvões ativados a partir de cascas de pinhão e sua aplicação na remoção de compostos farmacêuticos em estações de tratamento de águas residuais urbanas.

Mohan Munashinghe em Ciências ULisboa

O Prémio Nobel da Paz em 2007 – Mohan Munashinghe - na época vice-presidente do Painel Intergovernamental para as Alterações Climáticas (IPCC), das Nações Unidas -, esteve em Ciências ULisboa no passado dia 15 de março.

Tarifa, sul de Espanha, província de Cádiz

“Recomendamos que as autoridades reconheçam este impacto alargado da produção de energia eólica e estabeleçam novas medidas reguladoras a aplicar em áreas importantes para a migração de aves planadoras que permitam conciliar a produção de energia eólica com a conservação da vida selvagem”, diz Ana Teresa Marques, estudante de doutoramento em Biodiversidade, Genética e Evolução e primeira autora do artigo “Wind turbines cause functional habitat loss for migratory soaring birds”, publicado no Journal of Animal Ecology.

Nélson Pinto

A Glintt - Global Intelligent Technologies conta já com mais de 1050 colaboradores, entre eles alguns ex-alunos de Ciências ULisboa, como é o caso de Nélson Pinto, licenciado em Engenharia Informática e mestre em Engenharia Informática, especialização em Sistemas de Informação. Leia o seu testemunho, fique a par das vantagens do curso e de como é que é trabalhar nesta empresa, que opera a partir de dez escritórios, sediados em seis países - Portugal, Espanha, Reino Unido, Irlanda, Angola e Brasil.

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​Nuno Neves, professor do Departamento de Informática de Ciências ULisboa, foi eleito vice-presidente do IEEE Technical Committee on Dependable Computing and Fault Tolerance (TCFT). A tomada de posse ocorreu este mês e o mandato tem a duração de dois anos. Na sequência desta eleição, Nuno Neves tomará posse como presidente do IEEE TCFT em 2021, por um período de dois anos.

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A Ciência Viva volta a homenagear as mulheres cientistas portuguesas, destaque para as personalidades de Ciências ULisboa - Cristina Branquinho, Cristina Máguas, Diana Prata, Margarida Santos-Reis, Margarida Telo da Gama,Maria Ivette Gomes e Vanda Brotas.

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Pela primeira vez em Portugal continental realiza-se um plano de inventariação sistemática de insetos. Um grupo de entomólogos iniciou a 9 de março, o primeiro trabalho de campo, na costa sudoeste e barlavento algarvio. A primeira sessão pública ocorre no dia 24 de março, na Estação de Biodiversidade de Mértola.

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Vinte e duas escolas do ensino secundário da zona da grande Lisboa participam na semifinal das Olimpíadas de Química Mais (OQ+) em Ciências ULisboa.. Os participantes das OQ+ têm a chance de se qualificar para a 53ª Olimpíada Internacional de Química e para as Olimpíadas Ibero-americanas de Química.

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Cerca de 70 alunos do 9.º ano da Saint Dominics' International School participaram numa mesa-redonda e ficaram a saber um pouco mais sobre as áreas de Matemática, Matemática Aplicada, Estatística Aplicada, Informática, Engenharia Geoespacial e Bioquímica.

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Após o evento de 12 de fevereiro, que antecedeu o Flash Mob Tabela Periódica Humana de Ciências ULisboa estão programadas duas tertúlias sobre a tabela periódica com os cientistas Raquel Gonçalves Maia e Miguel Castanho, respetivamente nos dia 10 de abril e 9 de maio.

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Fernando Roldão Dias Agudo, jubilado de Ciências ULisboa desde o ano de 1996, faleceu no passado dia 23 de fevereiro. A Faculdade lamenta o triste acontecimento, apresentando as condolências aos familiares, amigos e colegas de Fernando Roldão Dias Agudo.

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"Umas das primeiras etapas para o estabelecimento de limites é tomar consciência e reconhecer as suas próprias necessidades e sentimentos para que, de forma saudável possa cuidar delas nas relações", aconselha a psicóloga Andreia Santos.

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