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
Fórum Bolsas UL/FAD

“Numa época de crise e com falta de emprego, a solução por vezes é mais simples do que emigrar: criar o próprio emprego e gerar emprego. Este projeto "lançou-me" não só a nível académico (…) como profissional, estando neste momento a desenvolver uma empresa”, informou o antigo aluno do mestrado integrado em Engenharia Biomédica e Biofísica da FCUL, Ricardo Santos.

 Mestrados do DEIO 2013-14

“Com um simples azulejo” é uma iniciativa do Departamento de Matemática da FCUL dirigida a alunos do 1ºciclo e 2ºciclo do Ensino Básico e destinada a explorar transformações geométricas no plano.

A experiência profissional da cientista iniciou-se na casa que a formou, a FCUL, em 1999, enquanto doutoranda. Nessa altura, exercia funções de investigadora e supervisora de projetos de alunos de licenciatura. Atualmente, o percurso profissional, “continua dentro de casa”.

Trial do Journal of Visualized Experiments

“ (…) Pretendo fazer investigação aplicada, em particular na área da Biotecnologia Vegetal, que possa contribuir para a sociedade e para a economia do país”, refere a investigadora da FCUL que acaba de lançar um artigo na “Food Chemistry, Ana Margarida Fortes.

Isabel Fraga Alves

A Teoria dos Valores Extremos e a Inferência Estatística daí decorrente, têm vindo a invadir de forma transversal um largo espectro de áreas aplicadas e que vão desde ciências ambientais às financeiras, numa interface din&aci

Livros e giz

Um programa alicerçado na preocupação do axiomatizar, que valoriza o “formalismo pelo formalismo”, que rejeita a possibilidade de compreensão de conceitos e procedimentos, dificulta a tarefa do professor, para além de se distanciar das orientações dos programas do Reino Unido, de Singapura e dos EUA.

No seguimento da nomeação de Carlos Nieto de Castro como delegado nacional no Domínio da Química e Ciências Moleculares, em março deste ano, esta é a primeira reunião a ter lugar no campus da FCUL, em Lisboa.

FCUL desenvolve inquérito a antigos alunos

Conhecer o percurso académico e profissional dos alunos alumni é um dos interesses de Ciências. Para isso, a Faculdade desenvolveu um inquérito que permanece ativo no portal.

Em 2012, a Universidade de Lisboa, através do Museu Nacional de História Natural e da Ciência (MUHNAC), participou pela primeira vez na Noite

A extraordinária comunhão entre a Geometria e a Arquitectura… volta a ser este o mote de mais um Diálogo na Exposição Formas & Fórmulas, patente no Museu de História Natural e da Ciência (MUHNAC).

Na manhã de 16 de Setembro a partir das 8h45 vai realizar-se a Sessão de Boas Vindas aos novos alunos do Departamento de Informática.

Técnicas Geoquímicas aplicadas à Exploração de Petróleo e a Problemas Ambientais

Cooperação FCUL/Univ. Federal do Rio de Janeiro. Convite à participação!

Curso de verão a realizar de 16 a 27 de Setembro de 2013 das 17H00 às 20H00.

Convénio de Cooperação Académica entre o Instituto de Geociências da USP e o GeoFCUL.

Na sexta-feira, a Direção-Geral do Ensino Superior do Ministério da Educação e Ciência anunciava que, este ano, concorreram à 1.ª Fase do Concurso Nacional de Acesso ao Ensino Superior Público 40419 estudantes, sendo que 37415 alunos foram admitidos.

Ivette Gomes

 A sessão especial proferida por Ivette Gomes ocorre no último dia do evento, a 11 de setembro e intitula-se “Penultimate Approximations: Past, Present . . . and Future?”.

Estão abertas inscrições para as seguintes acções de formação:

Conferência no GeoFCUL: Induced passive margin reactivation in the Gulf of Cadiz

Conferência no dia 9 de Setembro

Regina Bispo, professora do Departamento de Estatística e Investigação Operacional (DEIO) da FCUL integrou a equipa vencedora, composta também por Elisa Duarte e cuja coordenação esteve a cargo de Bruno Cecílio de Sousa e Dulce Gomes, ambos ex-alunos daquele Departamento.

A Exigo pretende recrutar candidatos com Licenciatura ou grau académico superior nas áreas de matemática ou informática, com experiência prévia em consultoria e/ou na indústria.

Imagem de uma criança

– Mas do que é que tu gostas, Ana Isabel!? Tirando o bife, o frango e as batatas fritas, de que é que tu gostas, rapariga? Não comes feijão porque enfarta e com o grão é a mesma desculpa.

O primeiro grupo do exame de Química deste ano incluiu um excerto do livro “Química 12.º ano”, editado em 2001 e da autoria de Alda Pereira e de Maria Filomena Camões.

3 de junho de 1949 - 15 de agosto de 2013

É com uma profunda tristeza e eterna gratidão que comunicamos a morte da bióloga Alexandra Escudeiro, associada da Liga dos Amigos do Jardim Botânico.

Páginas