Novas imagens da gigante galáxia elíptica NGC 4696 obtidas pelo Telescópio Espacial James Webb da NASA/ESA/CSA revelam filamentos de gás que canalizam material para um disco que orbita um buraco negro supermassivo com 800 anos-luz de diâmetro, resolvendo um enigma de décadas sobre como estes gigantes continuam a crescer.

Quase todas as grandes galáxias do Universo têm um buraco negro supermassivo no seu centro, milhões ou mesmo milhares de milhões de vezes mais massivo que o Sol.

Quando estes buracos negros estão ativamente a atrair o material circundante, eles ligam-se como motores cósmicos, disparando poderosos jatos de energia que podem moldar toda a galáxia à sua volta, retardando o nascimento de novas estrelas e afetando o crescimento da galáxia ao longo do tempo. Os astrônomos chamam esses tipos de buracos negros de núcleos galácticos ativos (AGN).

Mas se os jactos do AGN aquecerem o gás circundante, deveria, em princípio, cortar o fornecimento de alimentos ao buraco negro. Então, como ele continua a se alimentar e a crescer?

A principal hipótese é que o gás eventualmente esfria, condensa-se em longas faixas finas chamadas filamentos e cai de volta em direção ao centro da galáxia em um processo de auto-regulação.

“As observações de Webb oferecem-nos milhares de novos factos e medições, e posso dizer que há muito para absorver”, disse a professora Megan Donahue, da Michigan State University.

“Estamos todos a trabalhar juntos para resolver questões astrofísicas sobre como estes buracos negros obtêm o seu combustível e como interagem com a sua galáxia hospedeira.”

A professora Donahue e seus colegas apontaram Webb para NGC 4696, uma galáxia elíptica localizada na constelação de Centauri, a aproximadamente 116 milhões de anos-luz de distância.

Com quase 30.000 anos-luz de diâmetro, esta galáxia é a maior do aglomerado Centaurus, um enxame de centenas de galáxias agrupadas.

Com quase oito horas de observação com o instrumento NIRSpec de Webb, os astrónomos produziram mapas detalhados do movimento do gás nas profundezas da esfera de influência do buraco negro, com uma resolução suficientemente nítida para detectar características a cerca de 30 anos-luz de distância – uma pequena fatia da galáxia com centenas de milhares de anos-luz de diâmetro.

Estes mapas mostraram que o vórtice em forma de S é na verdade um disco giratório de gás enrolado em torno de um buraco negro supermassivo, com quase 800 anos-luz de diâmetro, com material girando a velocidades de até 600 km por segundo.

E, criticamente, esse disco parece estar fisicamente conectado a um dos grandes filamentos que se estendem para fora da galáxia.

As observações mostraram que o gás flui ao longo do filamento e se derrama no disco que alimenta o buraco negro supermassivo.

O estudo também ajuda os cientistas a construir uma imagem melhor do ciclo completo de alimentação de um buraco negro supermassivo.

Os jatos do buraco negro bombeiam energia para o gás que circunda a galáxia. Esse gás eventualmente esfria, torna-se instável e colapsa em longos filamentos, alguns dos quais têm apenas algumas centenas de anos-luz de largura, mas abrangem milhares de anos-luz.

As forças magnéticas retardam a rotação do gás à medida que ele cai, direcionando-o para dentro. Ele se acumula em um disco que gira em torno do buraco negro. O disco alimenta o buraco negro. O buraco negro dispara seus jatos. E o ciclo recomeça.

Para testar se esta explicação é válida, os pesquisadores também realizaram simulações computacionais de última geração do sistema.

O gás simulado comportou-se de uma maneira que correspondeu ao que Webb observou, fornecendo um forte suporte independente para a imagem proposta.

“Os nossos cálculos prevêem que os campos magnéticos deverão ajudar a alimentar os maiores buracos negros do Universo, canalizando gás frio na sua direcção, e é incrível ver isso a acontecer nestas imagens do Webb,” disse o Dr. Mark Voit, da Universidade do Michigan.

As conclusões serão publicadas em Cartas de diários astrofísicos.

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Julie Hlavacek-Larrondo e outros. 2026 JWST revela como os buracos negros são alimentados: filamentos multifásicos de quiloparsec alimentam discos circunnucleares subquiloparsec. ApJLna imprensa; arXiv: 2606.06620