У центрі нашої галактики ховається надмасивна чорна діра: ненаситний об'єкт, здатний поглинати матерію, що підходить занадто близько.

Проте нові спостереження з JWST свідчать, що прямо в космічному сусідстві цієї чорної діри вмираюча зірка все ще викидає матерію в космос.

Не всі зірки настільки масивні, щоб померти як вибухові наднові, які затьмарюють цілі галактики, як яскраві космічні диско-шари.

Натомість зірки, що народилися з масою до восьми разів більшою за масу нашого Сонця, стають роздутими, червоними і холодними, поступово втрачаючи свої зовнішні шари в космос, перш ніж перетворитися на зомбі-білі карлики.

Тим не менш, чи це насильницьке хімічне збагачення від наднових, чи повільне зменшення зірок, смерть народжує життя: включаючи нас, адже, як сказав Карл Саган, "Ми зроблені з зіркового матеріалу".

Тепер, використовуючи JWST, астрономи виявили деякі з найважливіших зіркових матеріалів, включаючи воду, пил і інші продукти на основі кисню, в деяких з найнебезпечніших умов, які можна уявити.

"Галактичні центри є одними з найекстремальніших середовищ, тому розуміння того, чи можуть зірки продовжувати збагачувати своє оточення там, є важливим питанням," пояснює Флоріан Пейссер, астрофізик з Університету Кельна в Німеччині та головний автор дослідження, що описує це відкриття.

"З Webb ми можемо безпосередньо спостерігати, як зірки поводяться в цих умовах і бачити, що виробництво пилу залишається надзвичайно стійким."

Дослідники спостерігали внутрішній парсек (близько 3,26 світлових років) Чумацького Шляху, використовуючи середньоінфрачервоний інструмент JWST (MIRI), зосереджуючи увагу на яскравій вмираючій зірці під назвою IRS 3.

IRS 3 – це зірка асимптотичної гігантської гілки (AGB), що означає, що вона перебуває на пізній стадії свого життя.

Потужні зоряні вітри викидають її зовнішні шари в космос зі швидкістю приблизно 15 кілометрів на секунду.

Це оточує її величезною пиловою оболонкою, що розширюється на 10 000 астрономічних одиниць (AU), де одна AU становить приблизно 150 мільйонів кілометрів між Землею та Сонцем.

IRS 3 розташована всього за 0,55 світлових років від Sagittarius A*, 4-мільйонної сонячної маси монстра в енергійному серці Чумацького Шляху.

Як вже згадувалося, її смертельні муки збагачують космос пилом, але астрономи давно цікавилися, чи може цей процес відбуватися так близько до надмасивної чорної діри.

Тому вони провели кілька варіацій симуляцій, щоб узгодити спостереження JWST з зоряними моделями в діапазоні температур, світності та хімічного складу.

IRS 3 могла народитися на відстані до 16 світлових років від галактичного центру і мігрувати всередину.

Вона може бути приблизно в шість разів масивнішою за Сонце і приблизно 72 мільйони років, що є молодим у порівнянні з очікуваним 10-мільярдним життєвим циклом нашого Сонця.

І хоча IRS 3 може мати ефективну температуру 'лише' 2800 K (близько 2500 °C), вона може світити в 60 000 разів яскравіше.

Ця робота демонструє, що такі зірки можуть продовжувати постачати хімічно багатий космічний пил і воду до галактичних центрів, незважаючи на суворі умови.

"Це перший раз, коли було зібрано безперервний середньоінфрачервоний спектр для цієї зірки, що дозволяє нам виявити особливості силікатного пилу та розкрити справжню хімічну ідентичність зірки," говорить Макарена Гарсія Марін, вчений ESA для інструменту MIRI Webb і один з співавторів дослідження.

Дійсно, коли зірка пульсує в своїх смертельних муках, вона 'кашляє' свої роздуті зовнішні шари, створюючи набір оболонок, що нагадують матрьошку, з інтервалами в сотні років, потенційно датуючи до 5000 років тому.

"Виявлення води є особливо захоплюючим, оскільки це показує, що молекулярний матеріал може вижити в середовищі, що домінує інтенсивною радіацією," говорить Гарсія Марін.

Це дослідження було опубліковане в Astronomy & Astrophysics.