Телескоп Джеймс Уэбб нашел воду и пыль рядом с черной дырой в центре Млечного Пути

Команда астрономов под руководством ученых из Кёльнского университета с помощью космического телескопа Джеймс Уэбб впервые обнаружила, что в непосредственной близости от сверхмассивной черной дыры Стрелец A* в центре Млечного Пути могут формироваться пыль и вода. Наблюдения за звездой IRS 3 показали, что даже в условиях жесткого излучения эволюционировавшие звезды продолжают создавать строительные материалы для будущих планет и звезд.  

В центре нашей галактики, там, где властвует сверхмассивная черная дыра, известная как Стрелец A*, ученые привыкли видеть крайне враждебную среду. Считалось, что мощное излучение и гравитационные возмущения не оставляют шансов для образования сложных молекул и пылевых частиц.

Однако новое исследование, проведенное с помощью самого совершенного инфракрасного телескопа, переворачивает это представление. Астрономы изучили звезду под названием IRS 3, которая находится на небольшом расстоянии от черной дыры, всего в 0,55 световых года. Для масштабов космоса это соседство, которое ранее считалось гибельным для любых процессов звездообразования и пылевыделения.

Звезда IRS 3 относится к редкому классу звезд, находящихся на финальной стадии своей жизни, так называемой фазе асимптотической ветви гигантов. Это огромные, холодные и невероятно яркие объекты, которые перед смертью начинают активно сбрасывать свои внешние слои в космос, создавая мощные звездные ветры. Именно такой выброшенный материал обычно служит главным источником космической пыли во Вселенной.

Но до сих пор никто не мог подтвердить, способна ли подобная звезда обогащать пространство, находясь под постоянной «бомбардировкой» жестким излучением от аккреционного диска черной дыры. Благодаря чувствительности прибора MIRI, установленного на телескопе Уэбба, ученым впервые удалось получить спектр этой звезды в среднем инфракрасном диапазоне, что дало возможность заглянуть в химический состав ее оболочки.

Анализ инфракрасного света, исходящего от IRS 3, преподнес сюрпризы. Вместо ожидаемого углеродного состава, который предполагали более ранние, менее точные наблюдения, исследователи четко идентифицировали признаки силикатной пыли, то есть соединений, состоящих из кремния и кислорода. Это прямо указывает на то, что звезда богата кислородом.

Но самым захватывающим открытием стало обнаружение водяного пара в оболочке, окружающей звезду. Это первое столь надежное подтверждение наличия воды в таком экстремальном месте. Ученые смоделировали структуру оболочки и выяснили, что она простирается на огромное расстояние, около 10 тысяч астрономических единиц (это в сотни раз дальше, чем от Солнца до Плутона). При этом температура внутри этой оболочки падает от раскаленных 1200 градусов по Кельвину у поверхности звезды до относительно холодных 100 градусов на ее внешних краях, что позволяет молекулам воды сохраняться, не разрушаясь под действием излучения.

Возраст звезды оценили примерно в 72 миллиона лет, а ее масса в шесть раз превосходит солнечную. IRS 3 находится в активной фазе потери массы, буквально «выдувая» собственное вещество в пространство и создавая ту самую протяженную пылевую оболочку, которую и зафиксировал телескоп. Это говорит о том, что даже в самом сердце галактики, где гравитация и радиация достигают экстремальных значений, эволюционирующие звезды сохраняют способность выполнять свою космическую «работу», перерабатывать элементы и выбрасывать их наружу, чтобы в будущем они могли стать частью новых поколений небесных тел.

Таким образом, работа ученых доказала, что центр Млечного Пути не является полностью стерильной зоной, а звезды типа IRS 3 могут служить настоящими «фабриками» по производству пыли и воды даже находясь под боком у черной дыры. Это открытие меняет взгляд на эволюцию галактических ядер и показывает, что круговорот вещества во Вселенной оказывается устойчивее, чем предполагали теоретические модели. Благодаря телескопу Джеймс Уэбб астрономы получили прямое доказательство того, что строительный материал для планет и даже для жизни может возникать и сохраняться в самых неожиданных уголках космоса.

Присоединяйтесь к нам в соцсетях