Utilizando o Telescópio Espacial James Webb da NASA/ESA/CSA, uma equipa internacional de astrónomos descobriu que o pó e a água podem formar-se e sobreviver surpreendentemente perto do buraco negro supermassivo no centro da nossa galáxia, a Via Láctea. As observações revelam que a estrela evoluída IRS 3 continua a enriquecer a sua envolvente com material recém-formado, apesar do intenso ambiente de radiação em torno de Sagitário A*.
As novas observações fornecem a visão mais detalhada no infravermelho médio alguma vez obtida da estrela altamente evoluída IRS 3, localizada a apenas 0,55 anos-luz de Sagitário A*, o buraco negro supermassivo central da Via Láctea. O IRS 3 atingiu um estágio próximo do fim da sua vida chamado “fase assintótica do ramo gigante”. As estrelas nesta fase são enormes, frias e luminosas, e expelem gás para o espaço com os seus poderosos ventos estelares. Este material estelar expelido é uma das fontes mais importantes de poeira cósmica, mas não era claro se poderia ser produzido por uma estrela tão próxima de um buraco negro supermassivo.
Ao analisar a luz infravermelha da estrela com o MIRI (Middle Infrared Instrument) do Webb, a equipa de investigação identificou assinaturas claras de poeira rica em oxigénio e, pela primeira vez, detectou água no invólucro que envolve a estrela. Os resultados mostram que, mesmo nas condições extremas próximas de um buraco negro supermassivo, as estrelas evoluídas como a IRS 3 podem ainda produzir poeira e outros materiais importantes para a criação das futuras gerações de estrelas e planetas.
“Os centros galácticos estão entre os ambientes mais extremos, por isso compreender se as estrelas podem continuar a enriquecer os seus arredores ali é uma questão importante”, disse o autor principal, Florian Peißker, da Universidade de Colónia, na Alemanha. “Com o Webb, podemos observar diretamente como as estrelas se comportam nestas condições e ver que a produção de poeira permanece notavelmente resiliente.”
IRS 3 é uma das fontes de infravermelho médio mais brilhantes no centro galáctico e há muito que se destaca pelo seu enorme invólucro de poeira. Estudos anteriores sugeriram que a estrela poderia ser rica em carbono, mas as novas observações revelam um cenário diferente. Os dados do Webb revelaram duas fortes assinaturas infravermelhas associadas ao pó de silicato, composto por silício e oxigénio. Estas características identificam IRS 3 como uma estrela evoluída rica em oxigénio, que se está a aproximar do fim da sua vida e a expelir material para o espaço.
“Esta descoberta foi possível graças aos instrumentos de infravermelhos altamente capazes do Webb”, disse Macarena Garcia Marin, da ESA, coautora do estudo e investigadora principal do programa MICONIC. “Esta é a primeira vez que um espectro contínuo de infravermelhos médios foi recolhido para esta estrela, permitindo-nos detectar as características da poeira de silicato e descobrir a verdadeira identidade química da estrela.”
Combinando as observações do espectro da estrela feitas pelo Webb com simulações de como a sua luz se moveria através de diferentes modelos do envelope circundante, a equipa conseguiu reconstruir a estrutura do envelope da estrela. Os resultados indicam uma distribuição de poeira em camadas, semelhante a uma concha, que se estende por aproximadamente 10.000 unidades astronómicas a partir da estrela, com as temperaturas a descerem de cerca de 1.200 Kelvin perto da estrela para cerca de 100 Kelvin nas regiões exteriores. As observações revelaram também evidências de água dentro do envelope da IRS 3: a primeira detecção clara deste tipo para este objeto.
“A detecção de água é especialmente entusiasmante porque mostra que o material molecular pode sobreviver num ambiente dominado por radiação intensa”, disse Macarena. “Isto diz-nos que, mesmo perto de um buraco negro supermassivo, as estrelas podem continuar a contribuir com material para o seu meio envolvente.”
A partir das observações e da modelação estelar, os investigadores estimam que a IRS 3 tenha uma massa de aproximadamente seis vezes a do Sol e cerca de 72 milhões de anos. A estrela parece estar a sofrer uma intensa perda de massa, ejetando material para o espaço e criando o extenso invólucro observado pelo Webb.
Estes resultados sugerem que as estrelas evoluídas podem continuar a desempenhar um papel importante no fornecimento de poeira aos centros galácticos — regiões que eram anteriormente consideradas especialmente hostis a estes processos.
As observações foram obtidas em 2025 no âmbito do programa de Observações com Tempo Garantido de Caracterização no Infravermelho Médio de Centros Galácticos Icónicos Próximos (MICONIC), utilizando o instrumento MIRI do Webb.
Texto original: Dust and water spotted close to giant black hole
Texto e imagens: ESA
Tradução automática via Google
Edição: Rui Barbosa