Поблизу надмасивної чорної діри в центрі Чумацького Шляху астрономи виявили зірку, яка втрачає масу з вражаючою швидкістю. Нові спостереження за допомогою космічного телескопа Джеймса Вебба показали, що зірка IRS 3 скидає величезні об’єми газу й пилу, формуючи навколо себе гігантську оболонку, усередині якої, попри екстремальні умови, вдалося зафіксувати молекули води. Про це повідомляє SciTechDaily.
Зірка майже поруч із надмасивною чорною дірою
У центрі нашої галактики розташована надмасивна чорна діра Стрілець A* (Sgr A*). Саме в її околицях, на відстані приблизно 0,6 світлового року, або близько 42 000 астрономічних одиниць, знаходиться зірка IRS 3. Для порівняння, одна астрономічна одиниця — це середня відстань від Землі до Сонця, а найвіддаленіший людський апарат Voyager 1 летів би до IRS 3 близько 10 000 років. На галактичних масштабах це дуже близько до чорної діри.
Дослідженням керував ПД доктор Флоріан Пайсскер (Florian Peißker) з Інституту астрофізики Кельнського університету. Його група входить до європейського консорціуму телескопа Джеймса Вебба, який вивчає навколишні галактики та зокрема область навколо Стрільця A*.
Гігантська оболонка та «супервітер»
Щоб детально розглянути IRS 3, астрономи використали середньоінфрачервоний інструмент MIRI (Mid-Infrared Instrument) на борту телескопа Джеймса Вебба. Цей прилад спостерігає Всесвіт у середньому інфрачервоному діапазоні й частково був розроблений саме в Інституті астрофізики, де працює команда Пайсскера.
Виявилося, що IRS 3 оточена оболонкою, яка простягається приблизно на 10 000 астрономічних одиниць від зірки. Подібні оболонки можуть утворюватися навколо зрілих зірок, але IRS 3 вирізняється тим, що в безпосередній близькості до Стрільця A*, де зосереджені мільйони зірок, немає інших об’єктів із настільки великою оболонкою.
Детальні дані MIRI змусили переглянути уявлення про те, що зараз відбувається із зіркою. На відміну від попередніх робіт, команда Пайсскера дійшла висновку, що IRS 3 перебуває у фазі так званого «супервітру». В астрофізиці цим терміном позначають період наприкінці життя масивної зірки, коли вона надзвичайно швидко втрачає масу, викидаючи в навколишній простір колосальні об’єми газу й пилу протягом сотень років.
За оцінками дослідників, IRS 3 втрачає кількість речовини, еквівалентну масі Землі, приблизно кожні 18 днів. Такий темп пояснює як незвично великий розмір оболонки, так і її високу щільність.
Вода поруч із чорною дірою
Найбільшим сюрпризом стало виявлення молекул води всередині цієї оболонки. Раніше вважалося, що потужне випромінювання від Стрільця A* та навколишнього середовища має руйнувати молекули на такій малій відстані від чорної діри, роблячи їхнє існування малоймовірним.
Однак спостереження телескопа Джеймса Вебба показали, що вода може зберігатися в матеріалі, який оточує IRS 3. Це означає, що зірка постачає в околиці надмасивної чорної діри не лише пил і газ, а й молекулярну речовину, включно зі сполуками, пов’язаними з базовими «цеглинками» життя.
Наступний крок — надвеликий телескоп
Дослідники з групи професора Лукаса Лабаді (Lucas Labadie) в тому ж Інституті астрофізики працюють над новим поколінням інструментів для Надзвичайно великого телескопа, який будують у пустелі Атакама в Чилі. У найближчі роки він має розпочати роботу.
За допомогою інструмента METIS астрономи планують детальніше дослідити структуру та хімічний склад гігантської оболонки IRS 3. Це допоможе краще зрозуміти, як зірки в екстремальному оточенні надмасивних чорних дір виробляють пил і молекули та як вони збагачують ними центральні області галактик.