“Para se chegar onde nunca se chegou é preciso seguir um caminho que nunca ninguém seguiu”

David Sobral
David Sobral
Imagem cedida por DS

David Sobral e Andra Stroe, juntamente com outros astrónomos das universidades da Califórnia e Harvard, Lawrence Livermore National Laboratory e Observatório de Hamburgo, descobriram que os megas tsunamis cósmicos gerados pelo choque de enxames de galáxias têm um impacto tremendo nas galáxias.

O próximo passo dos cientistas é investigar se aquilo que descobriam é válido para todas as colisões de enxames ou se existem algumas condições necessárias para tal acontecer.

Os resultados anunciados recentemente em comunicado de imprensa estão descritos nos artigos MC2: boosted AGN and star formation activity in CIZA J2242.8+5301, a massive post-merger cluster at z = 0.19★”e “The rise and fall of star formation in z ∼ 0.2 merging galaxy clusters, ambos publicados online na revista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, a 23 de abril de 2015.

Quando é que começou a estudar este assunto em particular?

David Sobral (DS) - Comecei a estudar mega enxames em colisão (e o que acontecia às galáxias dos enxames nessas colisões) em 2012. O meu interesse principal passa por compreender como é que galáxias como a nossa se formam e evoluem, e isso implica não só estudá-las ao longo dos últimos mais de 13 mil milhões de anos, mas também nos mais diversos ambientes. Algumas galáxias vivem isoladas, outras em grupos de galáxias (como a nossa), outras nos filamentos da rede cósmica, enquanto outras formam-se e evoluem em grandes enxames (verdadeiras cidades de galáxias). Estas cidades estão constantemente a crescer, e duas (ou mais) grandes cidades podem crescer colidindo com outros grandes enxames de galáxias. A colisão de enxames altamente massivos dá-nos a possibilidade de estudar o que acontece nessas situações em que se libertam energias que só o big-bang consegue superar.

Na prática, a investigação surgiu naturalmente quando fui para Leiden para desenvolver a minha investigação, depois de concluir o doutoramento em Edimburgo. Na altura, a Andra Stroe estava a começar o doutoramento em Leiden e a estudar as ondas de choque (verdadeiros tsunamis cósmicos) formadas devido à colisão “frontal” de enxames com uma massa enorme. Com a minha orientação, demos um passo extra e começámos a pensar como poderíamos estudar também o efeito da onda nas galáxias.

Sabia-se muito pouco sobre o efeito que as colisões de enxames de galáxias podiam ter nas galáxias. De modo a obtermos um progresso assinalável, decidimos estudar dois exemplos fantásticos para os quais já tínhamos bastantes dados no rádio no que toca à caracterização de mega ondas de choque.

David Sobral
"Creio que os melhores momentos passaram primeiro por confirmar que os filtros que desenhámos, tecnicamente e teoricamente, funcionavam mesmo, quando os usámos pela primeira vez no telescópio", comenta David Sobral
Fonte Imagens cedidas por DS

Como correu este trabalho?

DS - O trabalho necessitou de vários passos e dum planeamento detalhado e cauteloso. Primeiro identificámos os alvos ideais para o nosso estudo piloto (os enxames têm nomes estranhos devido à forma das ondas de choque, os mega tsunamis cósmicos: “salsicha” e “escova-de-dentes”). Depois fiz os cálculos para saber se seria possível fazer filtros óticos específicos para procurar galáxias ativas nos enxames, e saber se o custo permitia construí-los. Depois de ter conseguido reunir todas as especificações, e depois de vários orçamentos impeditivos na ordem das dezenas de milhares de euros, finalmente consegui uma empresa capaz de os produzir com o meu orçamento. Escrevemos depois a primeira proposta para observar em La Palma durante cerca de 10 noites: o tempo necessário para os primeiros resultados científicos. Conseguimos todo o tempo que pedimos, e por isso foi possível avançar com a produção dos filtros.

Os filtros foram depois produzidos, enviados para La Palma, para o Telescópio Isaac Newton. Fizemos as primeiras observações com os filtros no enxame da “salsicha”, e ao fim da primeira observação de apenas alguns minutos descobrimos logo que algo de estranho/fascinante se passava: não esperávamos ver galáxias tão ativas.

No entanto, foram precisas cerca de duas dezenas de noites, e muitos outros dados em outros comprimentos de onda, até conseguirmos finalmente interpretar a nossa descoberta de uma forma robusta e verdadeiramente compreensiva.

Quais foram as principais dificuldades? Como as ultrapassaram?

DS - O facto do enxame se encontrar por detrás da nossa própria galáxia (a via Láctea) foi talvez a principal dificuldade. Isso faz com que muita da poeira, gás e estrelas da nossa própria galáxia interfiram nas observações de uma forma extrema. Por isso, foi necessário observar por muito mais tempo do que se estivéssemos a observar numa outra direção. Por outro lado, o facto de a nossa galáxia estar entre nós e os enxames distantes explica facilmente o porquê dos enxames praticamente nunca terem sido estudados antes. Aliás, o enxame com mais galáxias ativas e com a grande onda de choque tem um nome “astronómico” (para além de ser referido como “salsicha”) que diz tudo: faz parte dos enxames na “zone of avoidance”, isto é enxames que por estarem por trás da nossa galáxia são muito difíceis de estudar e são normalmente evitados.

No entanto, se fosse fácil já alguém tinha feito esta descoberta por nós. E não há nada como um conjunto de desafios para nos forçar a desenhar e implementar uma estratégia única e robusta, para ver o que nunca ninguém antes viu. Afinal, para se chegar onde nunca se chegou é preciso seguir um caminho que nunca ninguém seguiu. E isso implica seguir caminhos difíceis, arriscados e complexos.

Na prática, como o enxame nunca tinha sido estudado em detalhe, tivemos que observá-lo em praticamente todos os comprimentos de onda, e derivar mapas precisos para retirarmos a contribuição da nossa própria galáxia de cada uma das imagens. Mas os resultados foram de tal forma excelentes que conseguimos até determinar a quantidade de matéria escura que existe nestes enxames distantes, mesmo com a nossa galáxia a dificultar-nos a vida. Foi a primeira vez que isso foi feito. Isso, juntamente com outros resultados que temos publicado, deu-nos as bases para agora podermos ter publicado os artigos que mostram claramente que a onda cósmica tem um efeito claro de “trazer as galáxias de volta à vida”.

E os melhores momentos?

DS - Creio que os melhores momentos passaram primeiro por confirmar que os filtros que desenhámos, tecnicamente e teoricamente, funcionavam mesmo, quando os usámos pela primeira vez no telescópio. Depois, obter a primeira imagem com os novos filtros, e a descoberta óbvia de galáxias muito ativas no enxame foi também fantástico. Finalmente, foi ótimo observar essas galáxias com o telescópio Keck, no Havai, (com dez metros de espelho, a informação obtida é absolutamente fantástica) e o William Herschel, em La Palma, e confirmarmos tudo aquilo que achávamos que estávamos a ver.

Na prática, agora fazemos parte de uma equipa que estuda enxames em colisão com várias perspetivas, incluindo tentar medir se a matéria escura interage entre si. Dois professores da Califórnia visitaram-me no ano passado. Ambos ganharam bolsas Fulbright e virão para Lisboa passar um ano de sabática, a partir de setembro. Já fizemos um primeiro workshop e mais serão organizados, fazendo com que o Observatório Astronómico de Lisboa, a Faculdade de Ciências da ULisboa e a capital sejam ainda mais divulgados. Não há nada como discussões científicas sobre os mais variados fenómenos, com equipas internacionais e multidisciplinares.

Desenvolveu filtros especiais que permitiram estas descobertas. Em que consistem esses filtros? Qual é a sensação de desenvolver algo que se torna tão útil?

DS - Já tinha utilizado filtros semelhantes durante o meu doutoramento (tive a sorte de viajar de seis em seis meses para o Havai para recolher dados que usei na minha tese), por isso tinha alguma experiência, mas foi de facto a primeira vez que os desenhei “de raiz”. Não fomos nós que os construímos fisicamente (esse é um processo industrial), mas tive a responsabilidade de determinar todas as suas propriedades para que, ao ser colocado no telescópio, deixasse apenas passar fotões com a energia que queríamos. Para além disso, foi importantíssimo ter o meu próprio financiamento para que eles pudessem ser fabricados.

Foi muito bom quando fizemos as primeiras observações com estes filtros e vimos que estavam a funcionar exatamente como tinha calculado.

Desde então, já “concebi” e comprei outros quatro filtros diferentes, para investigar outras galáxias, outros ambientes e para procurar galáxias ainda mais distantes. Estamos neste momento a trabalhar para publicar muitas dessas descobertas. De facto, a Andra Stroe, neste momento prestes a acabar o doutoramento, estará de visita a Lisboa nas próximas duas semanas, para trabalhar em novas descobertas comigo e com o grupo, jovem mas extremamente ativo, que estou a montar no Observatório Astronómico de Lisboa e Faculdade de Ciências da ULisboa.

Como tem sido a reação dos pares a este trabalho?

DS - Tem sido muito boa, não só por parte de outros grupos, que estão agora a encontrar resultados semelhantes, mas também da parte de colegas teóricos, que conseguem agora ver nas suas simulações aquilo que as nossas observações revelam. Claramente, o passo seguinte é investigarmos se o que descobrimos é válido para todas as colisões de enxames, ou se existem algumas condições necessárias para tal acontecer.

Ana Subtil Simões, Gabinete de Comunicação, Imagem e Cultura de Ciências da ULisboa
info.ciencias@ciencias.ulisboa.pt
Pontos de interrogação

 Vladimir Konotop, professor da Ciências ULisboa, participou num estudo publicado este mês na Nature Photonics - “Observação da Localização da Luz em Quasicristais Fotónicos” -, em colaboração com investigadores da Universidade Jiao Tong de Xangai (China) e da Academia de Ciências Russa  (Rússia).

Aluna a fazer uma apresentação numa sala de aula

Inês Sofia Cruz Dias e Ana Carolina Preto Oliveira, estudantes da Ciências ULisboa, apresentaram os seus relatórios da disciplina Voluntariado Curricular, 1.º semestre, no passado dia 22 de janeiro. Sensibilizar os estudantes para as temáticas da solidariedade, tolerância, compromisso, justiça e responsabilidade social e proporcionar-lhes oportunidades para o desenvolvimento de competências transversais são alguns dos objetivos do Voluntariado Curricular.

Cristina Simões, Fernando Antunes, José Pereira-Leal, Jorge Maia Alves, Andreia Valente, Hugo Ferreira, Rui Ferreira e Pedro Almeida

Os projetos Lusoturf e TAMUK são os vencedores da 1.ª edição do Concurso de Projetos de Inovação Científica, uma iniciativa promovida pela Ciências ULisboa e FCiências.ID, com o apoio do Tec Labs.

Membro da FLAD, Marcelo Rebelo de Sousa e José Ricardo Paula

José Ricardo Paula, investigador da Ciências ULisboa, vencedor do FLAD Science Award Atlantic 2023, teve a honra de receber o prémio pelas mãos do Presidente da República, Marcelo Rebelo de Sousa. Para o diretor da Ciências ULisboa, Luís Carriço, este prémio é um reconhecimento do mérito e da excelência da investigação que se faz na faculdade: “Estou muito orgulhoso, mas não estou surpreendido. O trabalho que o José Ricardo Paula desenvolveu é brilhante e o próprio Presidente da República fez questão de referir isso. O nosso investigador está de parabéns, bem como a faculdade”.

Ana Sofia Reboleira

O projeto “Barrocal-Cave: Conservation, monitoring and restoration assessment of the world-class cave biodiversity hotspot in Portugal foi distinguido com o 2.º lugar do Prémio Fundação Belmiro de Azevedo 2023. Ana Sofia Reboleira é a investigadora responsável por este projeto, que tem como instituição proponente a FCiências.ID.

Fotografia de Henrique Leitão

O Papa nomeou a 10 de janeiro o cientista Henrique Leitão como membro do Comité Pontifício de Ciências Históricas, informou o Vaticano. A Agência Ecclesia refere que o novo membro deste comité colaborou com o Secretariado Nacional dos Bens Culturais da Igreja, enquanto coautor do ‘Clavis Bibliothecarum‘ (2016), um levantamento de catálogos e inventários de bibliotecas da Igreja Católica em Portugal.

Fotografia de Beatriz Amorim

Beatriz Amorim foi premiada com uma bolsa Marie Sklodowska-Curie, uma iniciativa da Agência Internacional de Energia Atómica (AIEA, sigla em inglês). A estudante do último ano de mestrado em Engenharia Física, na Ciências ULisboa, participa a partir de 15 de janeiro e durante seis meses, num projeto inovador na Alemanha, no âmbito do Programa GET_INvolved do FAIR.

Henrique de Gouveia e Melo e Henrique Leitão

“As três últimas décadas foram excecionais para os estudos de História Marítima, da Ciência Náutica, da Cosmografia e da Cartografia portuguesas”, diz Henrique Leitão, investigador da Ciências ULisboa, a propósito da atribuição do Prémio Academia de Marinha 2023, ocorrido no passado dia 9 de janeiro, durante a Sessão Solene de Abertura do Ano Académico de 2024.

Membros da expedição em frente do RV Pelagia

A Ciências ULisboa destacou no passado mês de dezembro - na EurekAlert - uma história sobre um estudo, que relata evidências sem precedentes de respostas ecológicas do fitoplâncton calcificante à deposição de nutrientes fornecidos pela poeira do Sara. O trabalho publicado na Frontiers in Marine Science tem como primeira autora Catarina Guerreiro, micropaleontóloga e investigadora em bio geociências marinhas na Ciências ULisboa.

Cientista em gruta

Um estudo publicado na Scientific Reports e coordenado por Ana Sofia Reboleira, professora no Departamento de Biologia Animal da Ciências ULisboa e investigadora no Centro de Ecologia, Evolução e Alterações Ambientais (cE3c), analisou mais de 100000 medições de temperaturas em grutas localizadas em diversas zonas climáticas, desde as tropicais às subárticas, passando por Portugal continental e ilhas.

Identidade gráfica da crónica com imagem de Andreia Sofia Teixeira

A crónica da autoria da Comissão de Imagem do Departamento de Informática da Ciências ULisboa visa realçar a investigação feita pelos docentes e investigadores deste departamento. A segunda crónica dá a conhecer Andreia Sofia Teixeira.

Pessoas junto ao edifício do MARE, na Ciências ULisboa

Com o intuito de colaborar no desenvolvimento de um parque eólico offshore flutuante ao largo da Figueira da Foz, o MARE e a IberBlue Wind (IBW) assinaram a 5 de dezembro passado um protocolo que estabelece os moldes da parceria futura. A colaboração da IBW com o MARE irá permitir estudar os eventuais impactos da instalação da infraestrutura nos ecossistemas marinhos da área de implementação, e propor soluções que mitiguem os eventuais impactos negativos na componente ecológica e na atividade da pesca.

A Ciências ULisboa foi palco do mais recente workshop da International Atomic Energy Agency (IAEA). O “Regional Workshop on Nuclear and Radiation Education - Strategies and Approaches to Enhance Capacity Building in Nuclear Education and Training” realizou-se entre os dias 4 e 7 de dezembro e contou com a presença de 37 representantes de 25 países europeus e asiáticos, assim como de especialistas internacionais e delegados da IAEA.

Ricardo Trigo e membros da ULisboa e CGD

Ricardo Trigo é professor no Departamento de Engenharia Geográfica, Geofísica e Energia e investigador no Instituto Dom Luiz, no RG1 – Climate change, atmosphere-land-ocean processes and extremes. Este ano foi distinguido, pela segunda vez, pela ULisboa e Caixa Geral da Depósitos (CGD) com um prémio científico, na área das Ciências da Terra e Geofísica. O primeiro prémio científico atribuído pela ULisboa e pela CGD ao cientista ocorreu em 2017. Leia a entrevista com o cientista e saiba o que pensa sobre esta distinção e em que consiste a sua investigação.

salão nobre da Reitoria da ULisboa

Na edição de 2023 dos Prémios Científicos ULisboa / Caixa Geral de Depósitos (CGD) foram atribuídos 20 prémios e 20 menções honrosas a professores e investigadores da Universidade. Os cientistas da Ciências ULisboa alvo desta distinção foram Alysson Bessani, Ricardo Trigo e Vladimir Konotop, com prémios no valor de 6.500€; e Carla Silva, Jaime Coelho, José P. Granadeiro e Rita Margarida Tavares, com menções honrosas.

Alysson Bessani e membros da ULisboa e CGD

Alysson Bessani é professor no Departamento de Informática e investigador no LASIGE Computer Science and Engineering Research Centre da Ciências ULisboa. Este ano foi distinguido pela ULisboa e pela Caixa Geral da Depósitos (CGD) com um prémio científico, na área das Ciências da Computação e Engenharia Informática. Leia a entrevista com o cientista e saiba o que pensa sobre esta distinção e em que consiste a sua investigação.

Luís Carriço e memebros da ULisboa e CGD

José P. Granadeiro é professor no Departamento de Biologia Animal e investigador no grupo de investigação Biologia da Adaptação e Processos Ecológicos do Centro de Estudos do Ambiente e do Mar (CESAM). Este ano foi distinguido pela ULisboa e pela Caixa Geral da Depósitos (CGD) com uma menção honrosa, na área de Biologia, Engenharia Biológica, Bioquímica e Biotecnologia. Leia a entrevista com o cientista e saiba o que pensa sobre esta distinção e em que consiste a sua investigação.

Imagem gráfica da rubrica com fotografia de André Rodrigues

A crónica da autoria da Comissão de Imagem do Departamento de Informática da Ciências ULisboa visa realçar a investigação feita pelos docentes e investigadores deste departamento. A primeira dá a conhecer André Rodrigues.

Carla Silva com membros da ULisboa e da CGD

Carla Silva é professora no Departamento de Engenharia Geográfica, Geofísica e Energia e investigadora no Instituto Dom Luiz, no RG5 – Energy Transition. Este ano foi distinguida pela ULisboa e pela Caixa Geral da Depósitos com uma menção honrosa, na área de Engenharia do Ambiente e Energia. Leia a entrevista com a cientista e saiba o que pensa sobre esta distinção e em que consiste a sua investigação.

Rita Margarida Cardoso e membros da ULisboa e CGD

Rita Margarida Cardoso é investigadora no Departamento de Engenharia Geográfica, Geofísica e Energia e investigadora no Instituto Dom Luiz (IDL), no RG1 – Climate change, atmosphere-land-ocean processes and extremes. Este ano foi distinguido pela ULisboa e pela Caixa Geral da Depósitos (CGD) com uma menção honrosa, na área das Ciências da Terra e Geofísica. Leia a entrevista com a cientista e saiba o que pensa sobre esta distinção e em que consiste a sua investigação.

Vladimir Konotop e membros da ULisboa e da CGD

Vladimir Konotop é professor no Departamento de Física e investigador no Centro de Física Teórica e computacional da Ciências ULisboa. Este ano foi distinguido pela segunda vez, pela ULisboa e pela Caixa Geral da Depósitos (CGD) com um prémio científico, na área de Física e Materiais. O primeiro prémio científico atribuído pela ULisboa e pela CGD ao cientista ocorreu em 2017. Leia a entrevista com o cientista e saiba o que pensa sobre esta distinção e em que consiste a sua investigação.

José Ricardo Paula

José Ricardo Paula, investigador auxiliar júnior no Departamento de Biologia Animal da Ciências ULisboa e no Centro de Ciências do Mar e do Ambiente (MARE), é o vencedor da 4.ª edição do FLAD Science Award Atlantic, atribuído pela Fundação Luso-Americana para o Desenvolvimento (FLAD). De acordo com o comunicado de imprensa emitido pela FLAD, “José Ricardo Paula irá receber 300 mil euros de financiamento, em três anos, para desenvolver uma ideia inovadora, nomeadamente, o projeto ‘ATLANTICDIVERSA’, que pretende contribuir para compreender o papel dos mutualismos de limpeza na conservação da Biodiversidade do Atlântico, com recurso a tecnologias emergentes, como a Inteligência Artificial”.

Movimento de partículas ativas em meios desordenados

Sabia que quando um conjunto de robots ou bactérias se move num espaço onde há vários objetos livres, esses robots ou bactérias desviam esses objetos para poderem passar? Um grupo de investigadores da Ciências ULisboa e das universidades de College of London (Reino Unido) e de Gothenburg (Suécia) conseguiu mostrar que o rasto deixado por esse movimento contribui para a formação de grupos, funcionando como um mecanismo efetivo de comunicação entre eles.

Fotografia de Catarina Frazão Santos

Catarina Frazão Santos, investigadora no DBA Ciências ULisboa e no MARE, em entrevista ao canal YouTube da Faculdade, a propósito da distinção do ERC, com uma bolsa de arranque, no valor de quase 1,5 milhões de euros, dá a conhecer a sua pessoa, os objetivos e expetativas do projeto PLAnT, refletindo também sobre o contributo da Faculdade para o seu percurso profissional e a importância da sua área de investigação.

Identidade gráfica do café ciências da exposição cem medidas

“Cem Meias Medidas: desenhos e gravuras de Inez Wijnhorst” está patente ao público na Galeria Ciências até fevereiro de 2024. O curador da exposição - Pedro  Freitas - escreve uma crónica sobre esta mostra inaugurada a 21 de novembro. A 12 de dezembro, pelas 17h00, na Galeria Ciências, o curador e a autora participam numa mesa-redonda, que conta ainda com a participação do cientista Henrique Leitão. Os três pretendem explorar a exposição através dos seguintes pontos de vista: o da criação e da intenção dos desenhos, o do seu conteúdo matemático e físico, e o das suas eventuais interações com a história da ciência.

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