“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
Jovens na praia

Crónica sobre o Roteiro Entremarés da autoria do professor Carlos Duarte. Esta é a segunda aplicação que resulta da colaboração entre o Departamento de Informática da Ciências ULisboa e o Instituto de Educação da ULisboa, depois da publicação em 2017 da aplicação Roteiro dos Descobrimentos.

ilustração SARS-CoV-2

As pessoas vacinadas que foram infetadas pelas primeiras subvariantes Omicron têm uma proteção quatro vezes superior do que à das pessoas vacinadas que não foram infetadas. Estes resultados constam de um estudo liderado por Luís Graça e Manuel Carmo Gomes, publicado na prestigiada revista científica New England Journal of Medicine.

núvens cósmicas

O XXXII Encontro Nacional de Astronomia e Astrofísica terá lugar nos próximos dias 5 e 6 de setembro, na Ciências ULisboa. O evento é organizado pelo Centro de Astrofísica e Gravitação, em parceria com a Sociedade Portuguesa de Astronomia e a Ciências ULisboa.

Campo com árvores de fruto e hortícolas

O projeto GrowLIFE - coordenado pela Ciências ULisboa, FCiências.ID - Associação para a Investigação e Desenvolvimento de Ciências e Turismo de Portugal é financiado pelo Programa para o Ambiente e a Ação Climática (LIFE) no valor de €1.452.673,00 - e arranca em junho de 2023, tem uma duração de cinco anos. O resultado da candidatura coordenada pela Caravana AgroEcológica foi conhecido em abril deste ano e o contrato foi assinado em agosto.

Cientista no laboratório

Em 2022, 134 investigadores doutorados ligados a unidades de investigação da Faculdade submeteram candidaturas à 5.ª edição do Concurso de Estímulo ao Emprego Científico – Individual, tendo sido atribuídos 23 contratos de trabalho. Em quatro edições deste concurso, 714 investigadores doutorados com ligações a unidades de investigação da Faculdade apresentaram candidaturas, tendo sido atribuídos 71 contratos de trabalho.

Paleontólogos em escavação

Uma equipa de paleontólogos portugueses e espanhóis conduziu, entre 1 e 10 de agosto de 2022, uma campanha de escavação na jazida paleontológica de Monte Agudo que resultou na extração de parte do esqueleto fossilizado de um dinossáurio saurópode de grande porte.

oceano, areia, palmeiras e barcos

"A revista npj Ocean Sustainability está particularmente interessada em investigação que incida sobre as interligações existentes entre ciência, política e prática, bem como abordagens sistemáticas, soluções transformativas, e inovação para suportar a sustentabilidade do oceano a múltiplos níveis!", escreve Catarina Frazão Santos, editora-chefe, convidada em setembro de 2021 para fundar a revista.

Participantes do simpósio no grande auditório da Faculdade

O primeiro Simpósio Internacional de Catálise Homogénea aconteceu nos EUA há 44 anos. A vigésima segunda edição ocorreu este ano em Portugal, na Ciências ULisboa. A próxima edição está marcada para 2024, em Itália. Este importante acontecimento tem contribuído para o desenvolvimento da Catálise Homogénea.

graficos, lupa e oculos numa mesa

Maria Zacarias, investigadora do Centro de Estatística e Aplicações da Universidade de Lisboa, escreve uma crónica sobre a última edição do “Sê Investigador por Três Semanas”, na qual dá a conhecer a opinião de quem participou na iniciativa que durante três semanas, possibilitou que alunos de licenciatura e de mestrado pudessem trabalhar de perto com investigadores e observar a transversalidade da Estatística.

coelho-bravo

A equipa do projeto do Livro Vermelho dos Mamíferos, que está a trabalhar na revisão do estatuto de ameaça e estado de conservação destas espécies em Portugal, realizou uma “compilação inédita” de dados de ocorrências georreferenciados de mamíferos em Portugal Continental e nos Açores e Madeira.

pessoas sentadas a escrever ao computador e em post its

Decorreu de 11 a 15 de julho na Ciências ULisboa a WideHealth Summer School sob o tema “Human Factors in Pervasive Health”. O evento foi organizado pelo LASIGE, tendo acolhido participantes de toda a Europa.

rapariga no laboratorio

Já são conhecidos os resultados do Concurso de Projetos de I&D em Todos os Domínios Científicos de 2022, da FCT. Do total de projetos aprovados para financiamento, 33 contam com a participação da Ciências ULisboa.

grupo de alunos do programa

"Na Ciências ULisboa temo-nos esforçado ao longo dos anos para desenvolver um programa que trará uma semana inesquecível a estes jovens", escreve Ana Sofia Santos, monitora central do Verão na ULisboa, no artigo de opinião sobre o programa.

rapariga a rir

"A ideia de que o sentido de humor pode facilitar o ajustamento, a gestão e a regulação emocional parece ter bastante fundamento. Mas, como, onde e como entram os limites do humor nesta questão?", escreve Samuel Silva, psicólogo no GAPsi Ciências ULisboa.

Instalações do Quake

Os cientistas Susana Custódio e Luís Matias escrevem sobre o Centro do Terramoto de Lisboa, que nasceu de uma vontade de contar a fascinante história do sismo de 1755. A Faculdade e o IDL Ciências ULisboa são parceiros do Quake. 

mar

Novo artigo científico publicado na Frontiers in Marine Science alerta para a necessidade de uma visão global para o oceano no acordo internacional atualmente em elaboração no quadro das Nações Unidas. Artigo conta com a participação de dois professores e investigadores da Ciências ULisboa.

imagem ilustrativa do prémio

O Prémio DHFC 2021 foi atribuído a Daniele Molinini, investigador do CFCUL, membro do grupo de investigação Filosofia das Ciências Formais, Metodologia e Epistemologia.

Hugo Duminil-Copin

"Hugo Duminil-Copin é um físico-matemático que trabalha em teoria das probabilidades. Um daqueles que, durante os vinte últimos anos, regressou à fonte histórica de inspiração das matemáticas, a física teórica", escreve Jean-Claude Zambrini, professor do DM Ciências ULisboa, no ensaio dedicado ao matemático galardoado com a medalha Fields.

posters afixados

“Jovens investigadores” é o projeto da EBS Alfredo da Silva, no Barreiro, que permite aos alunos estabelecerem uma relação de proximidade com professores e investigadores do ensino superior, nomeadamente da Ciências ULisboa.

Pessoa a trabalhar na FCULresta

Já existem mais três miniflorestas plantadas na AML e muitas outras estão a germinar. “A FCULresta cumpre assim um outro objetivo, o de inspirar e apoiar a plantação de mais florestas urbanas biodiversas”, escrevem David Avelar, António Alexandre e Diogo Mendes.

June Huh

"O que motiva June Huh é a busca da beleza na Matemática, e a descoberta de ligações entre diferentes áreas desta disciplina", escreve Carlos A. A. Florentino, professor do DM Ciências ULisboa, no ensaio dedicado ao matemático galardoado com a medalha Fields.

Alina Shchepetkina com outra investigadora

A expedição South Atlantic Transect II (IODP 393) zarpou a 11 de junho de 2022 da Cidade do Cabo, na África do Sul, e tem uma duração de 61 dias. A equipa a bordo tem cientistas de várias partes do globo na expectativa de obter respostas para algumas questões apaixonantes e relacionadas com alterações nos ambientes da Terra durante os últimos 61 milhões de anos. Uma dessas cientistas é Alina Shchepetkina, investigadora do Instituto Dom Luiz da Ciências ULisboa.

Membros da direção da Faculdade, Conselho de Escola e Reitor da ULisboa

Luís Carriço, professor do Departamento de Informática e investigador do LASIGE, tomou posse como diretor da Ciências ULisboa, esta quarta-feira, dia 20 de julho, numa cerimónia que juntou vários membros da Faculdade e Universidade, na sala de atos, sita no edifício C6. A boa disposição imperou no ato solene, durante o qual os professores Margarida Santos-Reis, Hugo Miranda, Jorge Relvas, Maria João Gouveia e Pedro Almeida foram indigitados subdiretores da Faculdade.

ímanes moleculares

Nuno A. G. Bandeira, investigador do DQB e do BioISI Ciências ULisboa, escreve sobre um estudo, que constitui um marco na evolução do conhecimento e na busca de melhores materiais para aplicação na spintrónica e computação à escala quântica.

Foto do instrumento NIRPS

O espectrógrafo NIRPS, a sigla inglesa para Near-Infrared high resolution spectrograph, ou espectrógrafo no infravermelho próximo de alta resolução, cujo desenvolvimento e construção contou com a participação do Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço (IA), observa na banda do infravermelho, no Telescópio ESO de 3,6 metros do Observatório de La Silla, no Chile, complementando assim espectrógrafos como o HARPS e o ESPRESSO. 

Páginas