У центрі Чумацького Шляху розташована надмасивна чорна діра Стрілець A*, маса якої приблизно у 4 мільйони разів перевищує сонячну. Це одне з найекстремальніших середовищ нашої галактики. І саме тому нове спостереження космічного телескопа James Webb стало особливо цікавим: астрономи виявили тут воду, пил та інші кисневмісні речовини, які викидає в космос зоря на завершальному етапі свого життя.
Відкриття показує, що навіть поруч із надмасивною чорною дірою зорі можуть продовжувати збагачувати навколишній простір матеріалом, необхідним для подальшого формування нових космічних об’єктів.
Зоря, яка «вмирає», але продовжує віддавати речовину
У центрі дослідження опинилася зоря IRS 3 — пізня стадія розвитку зорі, відома як асимптотична гігантська гілка (AGB). Такі зорі поступово втрачають свої зовнішні шари, викидаючи їх у навколишній простір потужними зоряними вітрами.
IRS 3 розташована приблизно за 0,55 світлового року від Стрільця A*. Її зоряний вітер рухається зі швидкістю близько 15 км/с, утворюючи навколо зорі величезну оболонку з пилу. Її розміри сягають приблизно 10 000 астрономічних одиниць — у тисячі разів більше за відстань між Землею та Сонцем.
За оцінками дослідників, зоря може мати масу близько шести Сонць і бути приблизно 72 мільйони років. Попри відносно невисоку температуру поверхні, вона може світити у десятки тисяч разів яскравіше за Сонце.
Вода виживає поруч із джерелом потужного випромінювання
Найбільше вчених здивувало виявлення води. Поблизу надмасивної чорної діри речовина постійно піддається впливу інтенсивного випромінювання, тому молекулярний матеріал тут має набагато менше шансів зберегтися. Проте спектр, отриманий за допомогою інфрачервоного інструмента MIRI на борту JWST, показав не лише силікатний пил, а й ознаки води та інших продуктів кисневої хімії.
Дослідники вважають, що матеріал утворюється у зовнішніх шарах IRS 3, які зоря поступово скидає в космос. Викинута речовина формує кілька оболонок, що виникали протягом сотень років. Частина з них може зберігати інформацію про процеси, які відбувалися навколо зорі тисячі років тому.
Чому це важливо для розуміння галактики
Зоряний пил — далеко не просто космічне сміття. Саме з важчих елементів і молекул, які зорі викидають у простір, згодом можуть формуватися нові зорі, планети та складні хімічні сполуки.
Досі залишалося незрозумілим, чи здатні зорі продовжувати цей процес настільки близько до галактичного центру. Моделювання, проведене дослідниками разом із новими спостереженнями JWST, показує, що екстремальне оточення не обов’язково припиняє виробництво та поширення зоряного матеріалу.
Цікаво, що IRS 3, ймовірно, не сформувалася безпосередньо біля чорної діри. За моделями, вона могла народитися на відстані до 16 світлових років від галактичного центру, а згодом переміститися ближче.
Таким чином, нові дані дають астрономам змогу краще зрозуміти, як зорі змінюють хімічний склад галактичних центрів. І, можливо, навіть у найбільш несприятливих куточках Чумацького Шляху зорі продовжують залишати після себе своєрідний «будівельний матеріал» для майбутнього космосу.
Дослідження опубліковано в журналі Astronomy & Astrophysics.