O Telescópio Espacial James Webb da NASA registrou um buraco negro supermassivo em processo de alimentação. De acordo com dados do ScienceDaily, utilizando materiais da Universidade Estadual de Michigan, novas imagens obtidas pelo Telescópio James Webb demonstram longos filamentos gasosos que conectam a atmosfera externa quente da galáxia ao disco em rápida rotação ao redor do buraco negro central.
Objeto de Estudo e Sua Localização
A galáxia objeto de estudo é chamada NGC 4696 e representa a maior galáxia central no Aglomerado de Centaurus. Ela está localizada a aproximadamente 145 milhões de anos-luz da Terra, o que permite aos astrônomos estudá-la em detalhes, mantendo-se suficientemente longe para perceber a escala.
Pesquisas Científicas e Publicações
Um grupo de pesquisa, liderado pela Universidade de Montreal, com participação da Universidade Estadual de Michigan, publicou seus resultados na edição do The Astrophysical Journal Letters de 14 de julho. O artigo foi intitulado «JWST Reveals How Black Holes are Fed: Kiloparsec-scale Multiphase Filaments Feed Subkiloparsec Circumnuclear Disks».
A principal questão científica é que quase todas as grandes galáxias possuem um buraco negro supermassivo em seu centro, cuja massa frequentemente excede milhões ou bilhões de vezes a do Sol, mas os cientistas ainda não sabem como esse gigante obtém combustível.
Mecanismo de Atividade dos Buracos Negros
O próprio buraco negro não emite luz; o espetáculo é criado pelo gás e poeira que caem nele, levando ao aquecimento e à formação de um núcleo galáctico ativo. Este processo também pode gerar jatos que aquecem o gás circundante, retardam a formação de estrelas e contribuem para a formação da galáxia ao longo de bilhões de anos.
Apesar de os jatos do buraco negro poderem aquecer o gás próximo, o que deveria dificultar seu resfriamento e retorno ao buraco negro, o processo de absorção continua. O instrumento NIRSpec do Telescópio James Webb observou NGC 4696 por cerca de oito horas, dividindo a luz infravermelha para mapear a composição e o movimento do gás. O ScienceDaily relata que as observações permitiram resolver estruturas de cerca de 30 anos-luz.
Descobertas e Conclusões Chave
Os mapas mostraram que a estrutura em forma de S perto do centro da galáxia é um disco de gás em rotação ao redor do buraco negro, que se estende por quase 800 anos-luz, sendo que parte do material se move a velocidades de até 600 quilômetros por segundo. A descoberta principal é a ligação deste disco com um dos grandes filamentos de gás de entrada da galáxia, onde o material se move pelo filamento e entra no disco que alimenta o buraco negro.
A professora de física e astronomia da Universidade Estadual de Michigan, Megan Donahue, observou que as observações do James Webb fornecem «milhares de novos fatos e medições», o que constitui «um grande volume de informação para assimilar». A versão do artigo no arXiv descreve este sistema como o elo perdido entre os grandes fluxos de resfriamento e a alimentação do buraco negro em escalas menores, e simulações confirmaram essa imagem, mostrando a condensação de gás da atmosfera quente, a perda de momento angular e a subsequente alimentação do disco.
Assim, o ciclo parece elegante: o buraco negro emite jatos, os jatos aquecem o gás, parte do gás esfria, formando filamentos, os filamentos alimentam o disco, e o disco alimenta o buraco negro.