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

Agora é Web of Science

“Tomar consciência da existência [de] necessidades e poder contribuir para satisfazer algumas delas é um privilégio que temos quando participamos neste tipo de projetos”, declarou o professor do Departamento de Engenharia Geográfica, Geofísica e Energia, Jorge Maia Alves.

Campus da FCUL

Os programas doutorais em Matemática da Faculdade de Ciências e do Instituto Superior Técnico da nova Universidade de Lisboa são parceiros no âmbito do Programa LisMath, financiado pela Fundação para a Ciência e a Tecnologia.

Joana Almaça, Marisa Sousa, Inna Ulyiakina e Diana Faria não têm dúvidas em afirmar que foram “contaminadas pelo ‘bichinho da ciência’”, por isso, os planos futuros passam por “contribuir para o conhecimento dos mecanismos responsáveis por algumas patologias dos humanos”.

De 4 de janeiro a 1 de fevereiro de 2014,  a Biblioteca do C4 também está aberta aos sábados, das 9h00

A FCUL abriu as portas do Departamento de Física aos alunos da Escola Secundária Vergílio Ferreira, de Lisboa. Durante uma manhã, 26 alunos do 12.º ano exploraram os mistérios da Física.

O percurso académico e profissional da cientista é marcado pela experiência profissional além-fronteiras.

Prémio ANACOM URSI Portugal 2013

O estudo “Técnica multimodal inovadora baseada em PEM-UWB para deteção de cancro da mama e respetiva classificação” é da autoria da cientista Raquel Conceição.

O trabalho da jovem cientista também passa pela criação de uma rede de investigadores europeia, que colabore no desenvolvimento de aplicações médicas na frequência de micro-ondas e agilize processos de ensaios clínicos e de comercialização de novos equipamentos médicos.

“Os ocupantes cumpriram as instruções, saíram do edifício de forma muito ordeira e a evacuação foi feita com rapidez”, declarou Júlia Alves, assessora para a Segurança do Trabalho na FCUL.

Marília Antunes

“[Tê-la na nossa equipa] é absolutamente enriquecedor e imprescindível para a boa continuação do nosso trabalho”, comenta Sandra Garcês, coordenadora do projeto "An Evidence-Based Approach to Optimize Therapeutic Decisions Involving Biological Drugs”, distinguido com o Prémio Pfizer de Investigação Clínica 2013, que contou com a participação da cientista da FCUL.

The European Commission has presented on December 11th  the first calls for projects under Horizon 2020, the European Union's €80 billion research and innovation programme.

Consulte as apresentações disponíveis.

 

Para além de Paulo Urbano o estudo contará com a participação de um bolseiro e a consultoria do investigador Joel Lehman, da University of Texas at Austin. O financiamento total excede os 22.000 euros.

Autores do artigo publicado no Journal of Catalysis

Carla D. Nunes, Cristina I. Fernandes, Marta S. Saraiva, Teresa G. Nunes e Pedro D. Vaz trabalham há dois anos num estudo que visa o desenvolvimento de catalisadores mais eficientes e facilmente separáveis para reciclagem.

A equipa do CAUUL, responsável por este projeto, tem como objetivo “construir um modelo do sistema climático de Vénus e colocar os resultados de vários anos de investigação à disposição da comunidade científica mundial”.

Cartaz

A investigação premiada tem como foco principal os doentes com Artrite Reumatoide.

FCUL recebe delegação russa

“Achei o encontro muito interessante. Na Rússia não há muito conhecimento sobre a educação em Portugal e hoje descobrimos muitos aspetos interessantes que podemos vir a aplicar na nossa estrutura de ensino”, comentou Predybaylo Bladislav, membro da delegação russa em visita à UL

Durante as férias de Natal, de 23 de Dezembro a 3 de Janeiro a biblioteca do C4 está aberta todos os dias úteis das 9:30h às 17:30h.

Um dos Prémios Pfizer de Investigação Básica 2013 foi atribuído ao projeto “Global ENaC Regulators and Potential Cystic Fibrosis Therapy Targets", que tem como investigadora principal Margarida D. Amaral, professora do Departamento de Química e Bioquímica e um dos membros do BioFIG - Centro de Biodiversidade, Genómica Integrativa e Funcional da FCUL.

Rui Santos, Andreia Dias, Ricardo Santos, Dora Inácio e Hugo Ferreira

O conceito do projeto bioM surgiu durante o 2.º semestre de 2012/2013 no âmbito da disciplina Inovação e Transferência de Tecnologias.

João Lin Yun

João Lin Yun distingue-se na área da Física e da Astronomia. No seu currículo, diversidade de atividades organizadas e desenvolvidas dentro do território nacional e fora dele são um marco evidente. Para além da forte aposta na carreira profissional, a vida do professor da FCUL é marcada também pela escrita.

João Lin Yun

“Quando escrevo, há alturas em que as ideias e o material fluem de forma tão espontânea que me surpreendo com o resultado! É como se as personagens tomassem as rédeas e dissessem: ‘quero dizer isto e fazer aquilo!’ E eu limito-me a obedecer-lhes…”, comenta o professor da FCUL, João Lin Yun.

As candidaturas à formação avançada decorrem até 13 de dezembro. Para esta 1.ª edição, que se inicia a 13 de janeiro de 2014, devem ser atribuídas seis bolsas mistas cujos trabalhos decorrem em Portugal e no estrangeiro, com o intuito de desenvolver projetos conjuntos entre países.

Paulo Veríssimo, professor catedrático do DI-FCUL, participou no passado dia 25 de novembro de 2013, no programa "Sociedade Civil", transmitido na RTP2.
 

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