Космический телескоп «Джеймс Уэбб» обнаружил воду и пыль у звезды вблизи сверхмассивной черной дыры Млечного Пути

Центральная область нашего Млечного Пути по праву считается одной из самых экстремальных звездных зон в галактике. В самом ее сердце скрывается Стрелец А* — сверхмассивная черная дыра, чья масса достигает примерно 4,3 миллиона солнечных масс. В радиусе всего нескольких световых лет от этой гравитационной бездны вращаются тысячи звезд, сосуществующих с плотными облаками газа и межзвездной пыли, которые ежедневно подвергаются воздействию колоссальных приливных сил и мощнейшего ионизирующего излучения. Одной из таких звезд является IRS 3 — эволюционировавший объект, расположенный всего в 0,55 светового года от Стрельца А*. Новейшие наблюдения, проведенные с помощью космического телескопа «Джеймс Уэбб» (JWST), показали, что IRS 3 окружена обширной и сложной оболочкой из вещества. Самое захватывающее открытие заключается в том, что полученные данные предоставили неопровержимые доказательства наличия в этой оболочке обогащенной кислородом пыли и молекул воды. Как отмечает Макарена Гарсия Марин из Европейского космического агентства (ESA), обнаружение воды вызывает особый энтузиазм, так как наглядно подтверждает удивительную способность молекулярного материала выживать в среде, где доминируют экстремальные радиационные условия.

Детальный взгляд на IRS 3 в инфракрасном диапазоне

Звезда IRS 3 находится в исключительно переполненной области неба. Галактический центр характеризуется предельно высокой концентрацией звезд, а плотные пылевые облака на переднем плане поглощают большую часть излучения, что делает невозможным изучение региона в видимом диапазоне. Инфракрасные возможности телескопа JWST позволяют астрономам успешно исследовать источники, которые недоступны для наблюдения обычными оптическими инструментами. Широкоугольные снимки телескопа демонстрируют IRS 3 на фоне этого густонаселенного звездного скопления, где рассеянное излучение межзвездного газа и пыли занимает значительную часть фона. В комбинированных изображениях, полученных с помощью инструментов NIRCam и MIRI, вклад среднего инфракрасного диапазона становится критически важным: он выявляет структуру материала вокруг IRS 3, которая практически не просматривается в ближнем ИК-диапазоне. На детальных снимках звезда предстает как яркий источник, окутанный протяженным ореолом выброшенного вещества, что является следствием поздних стадий ее эволюции. Ранние исследования уже классифицировали IRS 3 как необычайно мощный инфракрасный источник, однако «Джеймс Уэбб» предоставил гораздо более глубокую и четкую картину вещества, ответственного за это излучение.

Огромная оболочка эволюционировавшей звезды

Звезда IRS 3 достигла стадии асимптотической ветви гигантов (AGB) — критического этапа звездной эволюции. На этой фазе звезды уже исчерпали большую часть водородного и гелиевого топлива, которое питало их в течение предшествующей жизни. Светила расширяются, их поверхность становится холоднее, и они начинают активно терять массу посредством мощных звездных ветров. Выброшенное IRS 3 вещество сформировало обширную околозвездную оболочку. Моделирование, основанное на новых наблюдательных данных, указывает на наличие слоистой структуры, простирающейся на расстояние до 10 000 астрономических единиц. Температура в этом регионе варьируется весьма существенно: если пылевые частицы в непосредственной близости от звезды могут нагреваться до 1 200 Кельвинов, то во внешних периферийных частях оболочки материал остывает примерно до 100 Кельвинов. По сути, эта оболочка служит своеобразной летописью истории потери массы звездой. Материал, выбрасываемый в различные периоды звездной активности, формирует слои с уникальной плотностью и температурой; изучение этих слоев дает астрономам ценнейшую информацию о том, как протекала эволюция звезды и с какой скоростью она теряла свое вещество в разные временные интервалы.

Открытие воды: сенсационные данные прибора MIRI

Спектрометрические данные прибора MIRI содержат еще одну чрезвычайно важную деталь: в составе оболочки IRS 3 была надежно зафиксирована вода. Это первое четкое обнаружение водяного пара в непосредственном окружении данной звезды. Разумеется, это не означает, что JWST сфотографировал жидкую воду в общепринятом понимании — молекулы были идентифицированы благодаря их специфическому взаимодействию с инфракрасным излучением на определенных длинах волн. Спектроскопия позволяет исследователям уверенно отличить этот «сигнатурный след» от фонового излучения межзвездной пыли и иного материала. Данный научный результат представляет собой особую ценность: IRS 3 расположена критически близко к Стрельцу А*, и наличие воды в столь экстремальном месте менее всего ожидалось учеными. Галактический центр содержит мощные источники радиации и колоссальную плотность звезд, и такие жесткие условия обычно препятствуют сохранению молекул и пылинок. Однако данные подтверждают, что вода способна существовать внутри выброшенного звездой материала. Постоянная потеря массы обеспечивает непрерывный приток газа и пыли, которые, удаляясь от поверхности звезды, постепенно остывают, меняя свои физико-химические свойства. В завершение отметим: автором статьи является Сумьядип Мукерджи, известный астрофотограф из Индии, обладатель степени доктора лингвистики, чьи работы публиковались в таких изданиях, как Astronomy, BBC Sky at Night и Forbes, и который первым из индийских фотографов удостоился престижной награды «Астрофотограф года».

Источник: diyphotography.net