Вода в сердце Млечного Пути: новые открытия с телескопом Джеймса Уэбба

Сердце нашей галактики, Млечного Пути, может оказаться более благоприятным для существования воды, чем считалось ранее. Исследователи, используя телескоп Джеймса Уэбба (JWST), обнаружили воду и космическую пыль вокруг стареющей звезды, расположенной всего в 0,55 световых года от Sagittarius A* (Sgr A*), сверхмассивной черной дыры в центре нашей галактики. Это новое исследование предполагает, что вода и пыль могут образовываться и сохраняться удивительно близко к сверхмассивной черной дыре, где интенсивное излучение и другие жесткие условия, как ожидалось, должны были бы их уничтожать.

Объект исследования: IRS 3

Команда ученых использовала среднеинфракрасный инструмент (MIRI) телескопа Уэбба для изучения IRS 3, стареющей звезды, находящейся в плотной среде вокруг Sgr A*. Эта звезда имеет массу около 4 миллионов солнечных масс, согласно заявлению Европейского космического агентства (ESA). Как отметил Флориан Пейскер, ведущий автор исследования из Университета Кельна в Германии, "центры галактик — это одни из самых экстремальных сред, поэтому понимание того, могут ли звезды продолжать обогащать свое окружение там, является важным вопросом". IRS 3 — одна из самых ярких среднеинфракрасных источников в центре галактики — представляет собой звезду на асимптотической гигантской ветви, что означает, что она достигла поздней стадии своей эволюции, в которой сбрасывает большие объемы газа и пыли через мощные звездные ветры. Такие умирающие звезды действуют как космические центры переработки, возвращая материал в пространство, который в конечном итоге может быть включен в будущие поколения звезд и планет.

Условия в центре галактики

Однако IRS 3 находится в особенно неблагоприятной среде. Центр Млечного Пути плотно заполнен звездами и подвергается интенсивному излучению, что вызывает вопросы о том, могут ли молекулы и вновь образованная пыль сохраняться в таких условиях. Тем не менее, наблюдения с помощью телескопа Уэбба предполагают, что это возможно. Объединив наблюдения спектра IRS 3 с моделями того, как свет проходит через различные модели окружающего материала, исследователи восстановили структуру оболочки звезды. Они обнаружили слоистое, оболочкообразное распределение силикатной пыли, простирающееся примерно на 10 000 астрономических единиц от звезды (одна астрономическая единица, или AU, равна среднему расстоянию от Земли до Солнца). Температуры внутри оболочки колеблются от примерно 927 градусов Цельсия (1700 градусов по Фаренгейту) вблизи звезды до около -173 градусов Цельсия (-280 градусов по Фаренгейту) в ее внешних областях.

Обнаружение воды

Наблюдения Уэбба также выявили явные доказательства наличия воды в оболочке — это первое такое обнаружение для IRS 3. "Обнаружение воды особенно волнует, потому что это показывает, что молекулярный материал может выживать в среде, доминируемой интенсивным излучением", — сказала Макарана Гарсия Марин, соавтор исследования и астроном ESA. Хотя наблюдения не показывают, сколько воды присутствует, само обнаружение указывает на то, что вода может выживать в суровых условиях, близких к центру галактики. Вода и пыль являются важными ингредиентами в химии, сопутствующей образованию звезд и планет, что означает, что материал, сбрасываемый стареющими звездами, такими как IRS 3, в конечном итоге может способствовать образованию будущих поколений звезд и планет. Таким образом, нахождение воды и пыли рядом с Sgr A* предполагает, что стареющие звезды могут продолжать обогащать свое окружение даже в жестких условиях, близких к сверхмассивной черной дыре. Эти результаты могут помочь астрономам лучше понять, как материал перерабатывается в центрах галактик и какую роль играют эволюционировавшие звезды в снабжении этих регионов свежей пылью и молекулами. Результаты исследования были опубликованы 11 августа в журнале Astronomy & Astrophysics.