O Telescópio Espacial James Webb (JWST) forneceu a imagem mais nítida até agora da região que rodeia um buraco negro supermassivo, resolvendo um debate de décadas sobre o que causa o brilho infravermelho incomum perto destes motores galácticos. Novos dados do JWST confirmam que esse excesso de luz não vem do material ejetado pelo buraco negro, mas da poeira e do gás que caem ativamente nele. Esta descoberta refina a nossa compreensão de como os buracos negros crescem e como influenciam as galáxias que habitam.
O quebra-cabeça das emissões infravermelhas
Durante mais de 20 anos, os astrónomos observaram um excedente inesperado de radiação infravermelha em torno de buracos negros supermassivos (SMBHs) em galáxias ativas. A teoria prevalecente sugeria que este brilho se originava de fluxos superaquecidos – fluxos de matéria expelidos para longe das imediações do buraco negro. No entanto, esta explicação nunca correspondeu totalmente às observações.
Avanço do JWST na Galáxia Circinus
Um estudo recente, publicado na Nature Communications, usou o JWST para examinar a galáxia Circinus, localizada a 13 milhões de anos-luz da Terra. Ao combinar as imagens nítidas do JWST com observações terrestres, os pesquisadores descobriram que cerca de 87% do excesso de emissões infravermelhas se originam do disco de material que espirala em direção ao SMBH. Este disco, conhecido como disco de acreção, forma-se à medida que o gás e a poeira caem em direção ao buraco negro, aquecido a temperaturas extremas pelas forças gravitacionais.
A equipe utilizou o interferômetro de mascaramento de abertura (AMI) do JWST para efetivamente dobrar a resolução do telescópio, permitindo uma clareza sem precedentes. Conforme explicado por Joel Sanchez-Bermudez, astrofísico da Universidade Nacional do México, isso equivale a observar com um telescópio de 13 metros em vez do tamanho padrão de 6,5 metros de Webb.
Buracos Negros: Donuts, Discos e Dinâmica
Os buracos negros ativos alimentam-se de um anel de gás e poeira semelhante a um donut (chamado toro). À medida que o material cai no buraco negro, forma um disco de acreção mais fino e de rotação mais rápida. A fricção dentro deste disco gera calor e luz intensos, obscurecendo o próprio buraco negro.
Os buracos negros não consomem tudo; eles também ejetam alguma matéria em jatos ou ventos. Compreender a interação entre essas entradas e saídas é crucial para determinar como os buracos negros acumulam matéria, influenciam a formação de estrelas e, em última análise, moldam as suas galáxias hospedeiras.
Implicações e pesquisas futuras
As descobertas do JWST eliminam uma incerteza de longa data sobre a fonte das emissões infravermelhas. Também destaca o poder da interferometria para estudar esses ambientes extremos. Os pesquisadores irão agora aplicar esta técnica a outras SMBHs ativas, buscando determinar se o domínio das emissões acionadas por disco é universal.
Observações futuras tentarão confirmar se este processo de acreção está a suprimir a formação estelar na região central de Circinus. Esta pesquisa demonstra a capacidade única do JWST de resolver detalhes nunca antes vistos nos ambientes mais extremos do universo.
A descoberta marca um passo significativo na compreensão da dinâmica complexa dos buracos negros e do seu papel na evolução galáctica.
