В центъра на нашата галактика се спотайва свръхмасивна черна дупка – ненаситен космически обект, способен да погълне всяка материя, дръзнала да се приближи прекалено много.

Нови наблюдения на космическия телескоп „Джеймс Уеб“ обаче показват, че непосредствено в космическото съседство на черната дупка една умираща звезда продължава да изхвърля материя обратно в пространството.

Не всички звезди са достатъчно масивни, за да завършат живота си с експлозия на свръхнова, която засиява по-ярко от цели галактики – същинска ослепителна космическа диско топка.

Звездите, родени с маса до около осем пъти по-голяма от тази на Слънцето, поемат по друг път. Те се раздуват, стават червеникави и студени и постепенно освобождават външните си слоеве в Космоса, докато накрая не се превърнат в подобни на звездни „зомбита“ бели джуджета, а понякога дори и в своеобразни „диаманти“ в небето.

Независимо дали става дума за бурното химическо обогатяване, предизвикано от свръхновите, или за приноса на бавно угасващите слънца, смъртта дава начало на нов живот – включително и на нас. Както казва Карл Сейгън: „Ние сме направени от звездна материя.“

Районът около еволюиралата умираща звезда IRS 3, заснет с инструментите NIRCam (камерата в близкия инфрачервен диапазон) и MIRI на „Джеймс Уеб“. Източник: ESA/Webb/NASA/CSA/F. Peißker/J. Lu/F. Yusef-Zadeh/N. B. Sabha/C. Chan

Звездна материя в едно от най-негостоприемните места в Космоса

Сега, с помощта на „Джеймс Уеб“, астрономите са открили някои от най-важните съставки на звездната материя – сред тях вода, прах и други вещества, образувани при химични реакции с участието на кислород – при едни от най-негостоприемните условия, които можем да си представим.

„Галактическите центрове са сред най-екстремните среди във Вселената, затова е важно да разберем дали звездите могат да продължат да обогатяват заобикалящото ги пространство дори там“, обяснява Флориан Пайскер, астрофизик от Кьолнския университет в Германия и водещ автор на изследването, описващо откритието.

„С „Уеб“ можем пряко да наблюдаваме как се държат звездите при подобни условия и виждаме, че способността им да образуват прах остава забележително устойчива.“

Изследователите наблюдават с инструмента MIRI (Mid-Infrared Instrument) на „Джеймс Уеб“ вътрешния парсек на Млечния път – област с размер около 3,26 светлинни години. Вниманието им е насочено към изключително ярката умираща звезда IRS 3.

IRS 3 – чието име означава „инфрачервен източник“, а не препратка към американската данъчна служба – е звезда от асимптотичния клон на гигантите (AGB), което означава, че се намира в късен етап от своя живот.

Мощните звездни ветрове на IRS 3 изтласкват външните ѝ слоеве в пространството с предполагаема скорост от около 15 километра в секунда.

В резултат около нея се е образувала огромна прахова обвивка, простираща се на 10 000 астрономически единици. Една астрономическа единица съответства на средното разстояние между Земята и Слънцето – приблизително 150 милиона километра.

Само на 0,55 светлинни години от Стрелец A*

IRS 3 се намира едва на 0,55 светлинни години от Стрелец A* – чудовищната черна дупка с маса около четири милиона пъти по-голяма от тази на Слънцето, разположена в изпълненото с огромна енергия сърце на Млечния път.

Централната област на Млечния път – част от най-подробното изображение на галактическия център, създавано досега, получено благодарение на космическия телескоп „Евклид“. Източник: ESA/Euclid/Euclid Consortium/NASA, CFHT; обработка на изображението: J.-C. Cuillandre и E. Bertin (CEA Paris-Saclay)

В последните етапи от живота си звездата обогатява Космоса с прах. Астрономите обаче отдавна се питат дали този процес може да протича толкова близо до свръхмасивна черна дупка.

За да намерят отговор, учените провеждат множество компютърни симулации. Така те съпоставят наблюденията на „Джеймс Уеб“ с различни модели на звездата, обхващащи широк диапазон от температури, светимости и химични състави.

Изображение в средния инфрачервен диапазон, показващо IRS 3 сред сложната структура на галактическия център. Източник: Peißker et al., Astronomy & Astrophysics, 2026

Звезда, шест пъти по-масивна от Слънцето

Въз основа на моделите и наблюденията изследователите успяват да определят най-важните характеристики на IRS 3. Те отчитат и дъговидната ударна вълна, която се образува, когато изхвърлената от звездата материя се сблъска с междузвездната среда.

Възможно е звездата да се е родила на разстояние до 16 светлинни години от галактическия център и впоследствие постепенно да се е придвижила навътре.

Вероятно тя е около шест пъти по-масивна от Слънцето и е на приблизително 72 милиона години – съвсем млада в сравнение с очакваната продължителност на живота на нашата звезда от около 10 милиарда години.

И макар ефективната температура на IRS 3 да е „само“ 2800 келвина – приблизително 2500 градуса Целзий – в сравнение с около 5500 градуса Целзий на повърхността на Слънцето, звездата може да свети 60 000 пъти по-ярко от него.

Особено важно е, че изследването показва как подобни звезди могат да продължат да снабдяват галактическите центрове с вода и космически прах, богат на различни химични съединения, въпреки суровите условия. Наблюденията допълват картината, очертана и от други открития за изненадващата устойчивост на звездите в близост до свръхмасивната черна дупка в нашата галактика.

Молекулите вода оцеляват въпреки силното лъчение

„За първи път е получен непрекъснат спектър на тази звезда в средния инфрачервен диапазон. Това ни позволи да открием характерните особености на силикатния прах и да установим истинската химична природа на звездата“, казва Макарена Гарсия Марин, учен от Европейската космическа агенция, работещ с инструмента MIRI на „Джеймс Уеб“, и един от съавторите на изследването.

Докато пулсира в последните етапи от живота си, звездата сякаш „изкашля“ своите раздути външни слоеве. Така през интервали от стотици години около нея се образуват обвивки, разположени една в друга като матрьошки. Според предишно изследване най-старите от тях може да са се появили преди около 5000 години.

„Откриването на вода е особено вълнуващо, защото показва, че молекулната материя може да оцелее в среда, изпълнена с интензивно лъчение“, казва Гарсия Марин.

А когато породената в звездите вода и другата звездна материя се смесят с лъчението и оставим съставките да „втасат“ като своеобразен космически квас, кой знае какви неземни вещества могат да се появят.

„Това ни показва, че дори в близост до свръхмасивна черна дупка звездите могат да продължат да връщат материя в заобикалящото ги пространство“, заключава Гарсия Марин.

Изследването е публикувано в научното списание Astronomy & Astrophysics.

Източник: Science Alert; превод и редакция: Владимир Тодоров