O Telescópio Espacial James Webb (JWST) conseguiu captar o retrato mais detalhado do entorno de um buraco negro supermassivo obtido até hoje. Essa informação veio com a observação da galáxia espiral Circinus, que fica a cerca de 14 milhões de anos-luz da Terra. Ela permitiu aos astrônomos enxergar com nitidez sem precedentes o disco denso de gás e poeira que alimenta esse objeto extremo. Os resultados do estudo foram publicados em 13 de janeiro na revista Nature Communications.

Segundo a NASA, os novos dados mostram que o intenso brilho infravermelho observado em galáxias ativas não é dominado por fluxos de matéria expelidos pelo buraco negro, como se acreditava há décadas. Em vez disso, a maior parte dessa emissão vem de um disco achatado e compacto de poeira quente, diretamente ligado ao processo de alimentação do buraco negro.

A descoberta é resultado de um estudo liderado por Enrique López-Rodríguez, da Universidade da Carolina do Sul, nos EUA, que utilizou uma técnica inovadora do James Webb para atravessar as espessas nuvens de poeira que encobrem o núcleo da galáxia Circinus. Pela primeira vez, um modo de observação de alto contraste do telescópio foi aplicado a uma fonte de fora da galáxia. Essa técnica permitiu separar estruturas espaciais que antes ficavam misturadas em um único brilho difuso.

As imagens revelam a face interna de um estrutura de poeira em forma de rosquinha, brilhando intensamente no infravermelho. Ao redor dela, um segundo anel mais externo aparece como regiões escuras, indicando poeira mais fria e distante do centro galáctico.

A técnica utilizada combina a luz captada por sete pequenas aberturas em formato de hexágono, criando padrões que funcionam como uma espécie de lupa cósmica. Na prática, isso equivale a observar o universo com um telescópio espacial duas vezes maior: é como se o Webb, de 6,5 metros de diâmetro, tivesse 13 metros.

A análise dos dados mostrou que cerca de 87% da emissão infravermelha da poeira quente se origina da região mais próxima do buraco negro, concentrada nesse disco interno alinhado ao plano da galáxia. Menos de 1% da emissão vem de uma estrutura em forma de arco, onde a poeira é arrastada por ventos gerados pela atividade do buraco negro. O restante provém de regiões mais afastadas, aquecidas tanto pela radiação intensa do núcleo quanto por um pequeno jato de ondas de rádio.

“Desde a década de 1990, não tem sido possível explicar o excesso de emissões infravermelhas provenientes da poeira quente nos núcleos das galáxias ativas, o que significa que os modelos levam em consideração apenas o toro ou os fluxos de saída, mas não conseguem explicar esse excesso”, disse Enrique Lopez-Rodriguez, pesquisador da Universidade da Carolina do Sul que assina o estudo, em comunicado.

Esses resultados desafiam modelos clássicos que atribuíam grande parte do excesso de infravermelho a fluxos de saída de poeira. A limitação estava no fato de que telescópios anteriores eram incapazes de separar com clareza o disco de acreção, a “rosquinha” de poeira e os ventos energéticos.

Compreender como os buracos negros supermassivos crescem é essencial para desvendar a evolução das galáxias. Ao se alimentarem, esses objetos liberam enormes quantidades de energia, capazes tanto de bloquear quanto de estimular a formação de estrelas, moldando o destino das galáxias ao longo de bilhões de anos.

Ao distinguir, pela primeira vez com tanta precisão, o material que cai em direção ao buraco negro daquele que é expelido para o espaço, o James Webb dá um passo decisivo para esclarecer essa dinâmica complexa. Os astrônomos acreditam que o toro de poeira observado em Circinus seja comum em buracos negros ativos de todo o universo, e pretendem aplicar a mesma técnica a dezenas de outros objetos próximos.

Fonte: Revista Galileu