03 Sep Webb descubre agua y polvo cerca de Sagittarius A*
Utilizando el telescopio espacial James Webb de la NASA/ESA/CSA, un equipo internacional de astrónomos ha descubierto agua y el polvo cerca de Sagittarius A*, el agujero negro supermasivo situado en el centro de nuestra galaxia, la Vía Láctea.
Las observaciones revelan que la estrella evolucionada IRS 3 continúa enriqueciendo su entorno con material recién formado, a pesar del intenso entorno de radiación que rodea a Sagittarius A*.
IRS 3: una estrella evolucionada cerca de Sagittarius A*
Nuevas observaciones han proporcionado la visión más detallada hasta la fecha en el infrarrojo medio de la estrella altamente evolucionada IRS 3, situada a tan solo 0,55 años luz de Sagittarius A*, el agujero negro supermasivo central de la Vía Láctea.
IRS 3 ha alcanzado una etapa cercana al final de su vida denominada fase de la rama asintótica de las gigantes (AGB, por sus siglas en inglés).
Las estrellas que se encuentran en esta fase son enormes, frías y luminosas, y expulsan gas al espacio mediante potentes vientos estelares.
Este material expulsado constituye una de las fuentes más importantes de polvo cósmico, pero no estaba claro si una estrella situada tan cerca de un agujero negro supermasivo podía producirlo.
El descubrimiento de agua y polvo cerca de Sagittarius A* demuestra que estos procesos pueden producirse incluso en un entorno tan extremo.
Al analizar la estrella en luz infrarroja con el Instrumento de Infrarrojo Medio del Webb (MIRI), el equipo de investigación ha identificado señales claras de polvo rico en oxígeno y, por primera vez, agua en la envoltura que rodea a la estrella.
Los resultados muestran que, incluso bajo las condiciones extremas que existen cerca de un agujero negro supermasivo, estrellas evolucionadas como IRS 3 pueden seguir produciendo polvo y otros materiales esenciales para la formación de futuras generaciones de estrellas y planetas.
«Los centros galácticos se encuentran entre los entornos más extremos que existen, por lo que comprender si las estrellas pueden seguir enriqueciendo su entorno en esas regiones es una cuestión importante», afirma el autor principal, Florian Peißker, de la Universidad de Colonia, en Alemania. «Con Webb podemos observar directamente cómo se comportan las estrellas en estas condiciones y comprobar que la producción de polvo sigue siendo sorprendentemente resistente».
La verdadera naturaleza de IRS 3
IRS 3 es una de las fuentes más brillantes del infrarrojo medio en el centro galáctico y desde hace tiempo destaca por su enorme envoltura de polvo.
Estudios anteriores habían sugerido que la estrella podría ser rica en carbono, pero las nuevas observaciones ofrecen una imagen diferente.
Los datos del Webb revelaron dos claras señales en el infrarrojo asociadas al polvo de silicatos, compuesto por silicio y oxígeno.
Estas características identifican a IRS 3 como una estrella evolucionada rica en oxígeno, que se aproxima al final de su vida y está expulsando material al espacio.
«Este descubrimiento ha sido posible gracias a los extraordinarios instrumentos de infrarrojos del Webb», explica Macarena Garcia Marin, de la ESA, coautora del estudio e investigadora principal del programa MICONIC. «Es la primera vez que se obtiene un espectro continuo en el infrarrojo medio de esta estrella, lo que nos ha permitido detectar las características del polvo de silicatos y descubrir su verdadera identidad química».
Agua en la envoltura de IRS 3
Al combinar las observaciones espectroscópicas del Webb con simulaciones sobre cómo se propagaría la luz emitida por la estrella a través de distintos modelos de la envoltura circundante, el equipo pudo reconstruir la estructura de dicha envoltura.
Los resultados indican una distribución del polvo en capas, con una estructura similar a una serie de envolturas esféricas, que se extiende aproximadamente 10.000 unidades astronómicas desde la estrella.
La temperatura desciende desde unos 1.200 kelvin en las proximidades de la estrella hasta alrededor de 100 kelvin en las regiones exteriores.
Las observaciones también revelaron indicios de la presencia de agua en la envoltura de IRS 3: la primera detección clara de este tipo realizada en este objeto.
Esta observación aporta nueva información sobre la capacidad de las moléculas de agua para sobrevivir y sobre la formación de agua y polvo cerca de Sagittarius A*.
«La detección de agua es especialmente emocionante porque demuestra que el material molecular puede sobrevivir en un entorno dominado por una radiación intensa», señala Garcia Marin. «Esto nos indica que, incluso cerca de un agujero negro supermasivo, las estrellas pueden seguir aportando material a su entorno».
IRS 3: Una fábrica de polvo y material molecular junto a Sagittarius A*
A partir de las observaciones y de los modelos estelares, los investigadores estiman que IRS 3 tiene una masa de aproximadamente seis veces la del Sol y una edad de unos 72 millones de años.
La estrella parece estar experimentando una intensa pérdida de masa, expulsando material al espacio y creando la extensa envoltura observada por Webb.
Este proceso explica cómo una estrella evolucionada puede contribuir a la presencia de polvo y material molecular cerca de Sagittarius A*.
Estos resultados sugieren que las estrellas evolucionadas podrían seguir desempeñando un papel importante en el suministro de polvo a los centros galácticos, regiones que hasta ahora se consideraban especialmente hostiles para este tipo de procesos.
El hallazgo de agua y polvo cerca de Sagittarius A* demuestra que incluso el entorno inmediato de un agujero negro supermasivo puede albergar y producir materiales que posteriormente podrían participar en la formación de nuevas estrellas y planetas.
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