За півсвітлового року від надмасивної чорної діри в центрі Чумацького Шляху знайшли зірку, яка продовжує виробляти пил і воду — матеріали, з яких колись можуть утворитися нові зірки і планети. Це відкриття зробила міжнародна команда астрономів за допомогою космічного телескопа Джеймс Вебб, і воно змінює уявлення про те, наскільки ворожими насправді є центри галактик для процесів зореутворення.

Зірка IRS 3 розташована лише за 0,55 світлового року від Стрільця A* — надмасивної чорної діри, що керує рухом усіх зірок у центральній частині Галактики. Це один з найяскравіших джерел у середньому інфрачервоному діапазоні в галактичному центрі, відомий своєю величезною пиловою оболонкою. IRS 3 перебуває на пізній стадії зоряної еволюції — асимптотичній гілці гігантів. Зірки на цьому етапі стають величезними, холодними та яскравими, і скидають гас потужними зоряними вітрами. Саме цей скинутий матеріал є одним з головних джерел космічного пилу у Всесвіті. Але залишалося незрозумілим, чи здатна зірка виробляти такий пил, перебуваючи так близько до надмасивної чорної діри.

Що показав спектр Вебба

Дослідники проаналізували інфрачервоне світло зірки за допомогою приладу MIRI (Mid-Infrared Instrument). Уперше для IRS 3 вдалося отримати безперервний середній інфрачервоний спектр — раніше подібних даних не було. Це дозволило виявити дві чіткі спектральні ознаки, пов'язані з силікатним пилом — сполукою кремнію та кисню.

Раніше вважалося, що IRS 3 багата на вуглець. Нові дані спростовують це припущення: зірка виявилася кисневого типу, що близиться до кінця свого життя і активно скидає речовину в навколишній простір.

«Це відкриття стало можливим завдяки потужним інфрачервоним приладам Вебба, — зазначила Макарена Гарсія Марін з ЄКА, співавторка дослідження та керівниця програми MICONIC. — Це перший випадок, коли для цієї зірки зібрали безперервний середній інфрачервоний спектр, що дозволило виявити ознаки силікатного пилу та встановити справжню хімічну природу зірки».

Вода в екстремальному середовищі

Найнесподіванішим результатом стало виявлення води в навколозоряній оболонці IRS 3 — перше подібне спостереження для цього об'єкта.

Виявлення води особливо важливе, бо показує: молекулярна речовина може виживати в середовищі, де панує потужне випромінювання. Це свідчить, що навіть поруч із надмасивною чорною дірою зірки можуть продовжувати збагачувати навколишній простір матеріаломМакарена Гарсія Марін, ЄКА

Провідний автор дослідження Флоріан Пайскер з Кельнського університету зазначив: «Центри галактик належать до найекстремальніших середовищ, тож розуміння того, чи можуть зірки продовжувати збагачувати навколишній простір там, є важливим питанням. Завдяки Веббу ми можемо безпосередньо спостерігати поведінку зірок в таких умовах і бачити, що процес утворення пилу лишається на диво стійким».

Структура оболонки та параметри зірки

Поєднавши спостережений спектр із моделюванням того, як випромінення зірки проходить крізь різні варіанти будови оболонки, дослідники відтворили її структуру. Результати вказують на шарувату, оболонкоподібну структуру пилу, що простягається приблизно на 10 000 астрономічних одиниць від зірки. Температура падає від приблизно 1200 кельвінів поблизу зірки до близько 100 кельвінів у зовнішніх областях.

За оцінками, отриманими зі спостережень і зоряного моделювання, маса IRS 3 становить приблизно шість мас Сонця, а вік зірки — близько 72 мільйонів років. Зірка переживає інтенсивну втрату маси, викидаючи речовину в простір і формуючи протяжну оболонку, яку зафіксував Вебб.

Що це означає для галактичних центрів

Результати свідчать, що еволюйовані зірки можуть і надалі відігравати важливу роль у постачанні пилу в центральні області галактик — регіони, які раніше вважалися особливо ворожими для таких процесів. Спостереження отримали у 2025 році в межах гарантованої програми MICONIC (Mid-Infrared Characterisation of Nearby Iconic galaxy Centres) з використанням приладу MIRI. Результати опубліковані в журналі Astronomy and Astrophysics.