“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
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Os organismos estão a tornar-se mais pequenos através de uma combinação de substituição de espécies e mudanças dentro das espécies: trata-se da conclusão de um novo estudo publicado na revista Science, que analisou dados de todo o mundo dos últimos 60 anos e de diversas espécies de animais e plantas.

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MARGINS surgiu com o objetivo de estudar as interações socioecológicas entre comunidades humanas e ambiente na zona costeira da Guiné-Bissau e compreender a inter-relação de arrozais e mangais como parte de uma unidade afetada pelas mudanças climáticas. No projeto estão envolvidos docentes, investigadores do IDL e cE3c e estudantes da Faculdade.

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Um novo estudo publicado na revista internacional Papers in Paleontology dá conta da descoberta de centenas de abelhas mumificadas no interior dos seus casulos, num novo sítio paleontológico descoberto no litoral de Odemira.

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Há um novo mural no campus da Faculdade, para apreciar junto à FCULresta, que celebra os dois anos corridos desde a primeira semente lançada. "Só em Portugal, inspirados também pela FCULresta, foram criados ou melhorados um total de 6 espaços verdes resilientes" escrevem os responsáveis pelo projeto, neste artigo de opinião sobre a minifloresta. 

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