De James Webb Ruimtetelescoop heeft water en stof waargenomen dat rond een ster wervelt die gevaarlijk dicht bij het superzware zwarte gat in het centrum van ons Melkwegstelsel staat. Dit is de eerste keer dat water is gedetecteerd in de envelop van een ster zo dicht bij zo'n zwaartekrachtmonster, en het suggereert dat de bouwstenen van planeten zelfs in de meest barre kosmische buurten kunnen ontstaan.
Een ster op de rand van de afgrond
De ster, bekend als IRS 3, bevindt zich op slechts 0,55 lichtjaar van Sagittarius A*, het zwarte gat dat ons sterrenstelsel verankert. Hij bevindt zich in de asymptotische reuzentakfase, een late fase in het leven van een ster waarin sterren opzwellen tot enorme, koele, lichtgevende lichamen en gas uitstoten via krachtige winden. Dit afgestoten materiaal is een belangrijke bron van kosmisch stof, maar astronomen wisten niet zeker of dergelijk stof zo dicht bij de intense straling van een zwart gat kon overleven.
Met behulp van Webb's Mid-Infrared Instrument (MIRI) analyseerde een internationaal team onder leiding van Florian Peißker van de Universiteit van Keulen in Duitsland het infraroodlicht van de ster. Ze vonden duidelijke kenmerken van zuurstofrijk silicaatstof en, voor het eerst, water in de omringende envelop van de ster. De ontdekking laat zien dat zelfs onder extreme omstandigheden geëvolueerde sterren de grondstoffen voor toekomstige sterren en planeten kunnen blijven produceren.
Een verrassende chemische identiteit
IRS 3 staat al lang bekend als een van de helderste mid-infraroodbronnen in het galactische centrum, dankzij zijn enorme stoffige envelop. Eerdere studies suggereerden dat hij koolstofrijk zou kunnen zijn, maar de nieuwe Webb-gegevens vertellen een ander verhaal. De telescoop legde twee sterke infraroodkenmerken van silicaatstof vast, dat is gemaakt van silicium en zuurstof, en identificeerde IRS 3 als een zuurstofrijke geëvolueerde ster.
“Deze ontdekking was mogelijk dankzij Webb's zeer capabele infraroodinstrumenten,” zei Macarena Garcia Marin van ESA, een co-auteur van de studie. “Dit is de eerste keer dat een continu mid-infraroodspectrum voor deze ster is verzameld, waardoor we de kenmerken van het silicaatstof konden detecteren en de ware chemische identiteit van de ster konden onthullen.” Het team combineerde het spectrum met simulaties van hoe licht door verschillende materialen reist om de bevinding te bevestigen.
Waarom dit belangrijk is voor kosmische recycling
Galactische centra behoren tot de meest extreme omgevingen in het universum, en begrijpen of sterren daar hun omgeving kunnen verrijken is essentieel om te weten hoe materie door sterrenstelsels circuleert. De nieuwe waarnemingen, gepubliceerd in het tijdschrift Astronomy & Astrophysics, bieden het meest gedetailleerde mid-infraroodbeeld tot nu toe van IRS 3 en tonen aan dat stofproductie veerkrachtig blijft, zelfs nabij een superzwaar zwart gat.
Voor lokale astronomen en ruimteliefhebbers is dit een herinnering dat het hart van de Melkweg niet alleen een destructieve leegte is, maar ook een plek waar creatie nog kan plaatsvinden. Het water en stof rond IRS 3 zouden op een dag deel kunnen uitmaken van nieuwe sterren of planeten, wat bewijst dat zelfs aan de rand van een zwart gat de ingrediënten voor leven kunnen blijven bestaan.
