Ideea de a găsi apă lângă o gaură neagră pare, la prima vedere, aproape imposibilă. În centrul Căii Lactee, radiația intensă, densitatea uriașă de stele și influența gravitațională a găurii negre supermasive Sagittarius A creează unul dintre cele mai ostile medii din galaxia noastră. Cu toate acestea, observațiile realizate cu Telescopul Spațial James Webb au arătat că moleculele de apă și praful cosmic pot exista surprinzător de aproape de acest colos cosmic.
Descoperirea a fost făcută în jurul unei stele bătrâne, numite IRS 3, aflată la numai aproximativ 0,55 ani-lumină de Sagittarius A. Observațiile sugerează că, chiar și într-un mediu dominat de radiații intense, stelele aflate la sfârșitul vieții își pot continua rolul de „reciclatori cosmici”, eliberând în spațiu praf și molecule care ar putea deveni, într-un viitor îndepărtat, materia primă pentru noi stele și planete.
O stea bătrână în vecinătatea găurii negre Sagittarius A
În centrul Căii Lactee se află Sagittarius A, o gaură neagră supermasivă cu o masă de aproximativ patru milioane de ori mai mare decât cea a Soarelui. În jurul ei se întinde un mediu extrem de aglomerat, plin de stele, nori de gaz, praf cosmic și câmpuri magnetice complexe.
Aici se află și IRS 3, una dintre cele mai luminoase surse observate în infraroșu din regiunea centrală a galaxiei. Steaua se află într-o etapă avansată a evoluției sale, cunoscută sub numele de ramura asimptotică a gigantelor sau AGB. În această perioadă, o stea pierde cantități importante de materie prin intermediul unor vânturi stelare puternice.
Acest material nu dispare pur și simplu în spațiu. El conține gaz și particule de praf care se amestecă treptat cu mediul interstelar. De-a lungul timpului, asemenea materiale pot participa la formarea unor noi generații de stele și, eventual, a sistemelor planetare.
Problema este că IRS 3 nu se află într-un loc obișnuit. Apropierea de centrul galactic înseamnă expunere la un mediu mult mai dur decât cel întâlnit în majoritatea regiunilor din discul Căii Lactee. Tocmai de aceea, astronomii nu știau în ce măsură moleculele și praful produs de această stea pot supraviețui aici.
James Webb a privit prin praful dens din centrul galaxiei
Pentru a studia acest mediu, cercetătorii au folosit instrumentul MIRI, specializat în observații în infraroșul mediu, aflat la bordul Telescopului Spațial James Webb. Această regiune a spectrului este deosebit de importantă pentru astronomie deoarece permite observarea prafului cosmic și a unor molecule ascunse în zone pe care lumina vizibilă nu le poate traversa.
Centrul Căii Lactee este în mare parte ascuns de nori denși de gaz și praf. Chiar și pentru James Webb, unele regiuni sunt atât de opace încât lumina provenită din interiorul lor nu poate ajunge la telescop. Totuși, sensibilitatea instrumentelor sale în infraroșu permite astronomilor să pătrundă mult mai adânc în această zonă decât a fost posibil anterior.
Analizând spectrul stelei IRS 3 și comparând observațiile cu modele computerizate ale materiei din jurul ei, cercetătorii au reconstituit structura învelișului de gaz și praf expulzat de stea.
Rezultatul este imaginea unui sistem stratificat, format din învelișuri de praf bogat în silicați, care se întind până la aproximativ 10.000 de unități astronomice de stea. Pentru comparație, o unitate astronomică reprezintă distanța medie dintre Pământ și Soare.
Apa descoperită în învelișul stelei IRS 3
Una dintre cele mai importante rezultate ale observațiilor este detectarea clară a apei în învelișul care înconjoară IRS 3. Este prima identificare a apei asociate cu această stea.
Temperatura mediului din jurul stelei variază dramatic. În apropierea sa, praful poate ajunge la aproximativ 927 °C, în timp ce spre exterior temperatura coboară până în jurul valorii de –173 °C. În aceste condiții extreme, existența moleculelor de apă demonstrează că materialul molecular poate supraviețui într-un mediu pe care astronomii îl considerau mult mai distructiv.
Descoperirea nu înseamnă, desigur, că în apropierea găurii negre există oceane sau apă lichidă asemănătoare celei de pe Pământ. Este vorba despre identificarea spectrală a moleculelor de apă în materialul din jurul unei stele bătrâne. Totuși, această detecție este importantă deoarece apa este una dintre moleculele fundamentale pentru chimia cosmică.
Astronomii nu au stabilit încă exact câtă apă există în învelișul lui IRS 3, dar simpla sa detectare schimbă imaginea asupra capacității moleculelor de a rezista în vecinătatea centrului galactic.
De ce este centrul Căii Lactee un loc atât de periculos?
Atunci când vorbim despre cel mai periculos colț al galaxiei, nu trebuie să ne imaginăm că Sagittarius A aspiră în mod constant tot ce se află în apropierea sa. O gaură neagră exercită gravitație, însă obiectele aflate suficient de departe pot orbita în jurul ei, la fel cum planetele orbitează în jurul Soarelui.
Mediul central al Căii Lactee este însă extrem din alte motive. Aici se găsește o concentrație mare de stele, surse intense de radiație și nori moleculari uriași. Materia este supusă unor condiții fizice diferite de cele din vecinătatea Sistemului Solar.
În acest context, radiația poate modifica sau distruge moleculele fragile, iar procesele energetice din apropierea centrului galactic pot afecta praful și gazul expulzat de stele. De aceea, întrebarea dacă o stea precum IRS 3 poate continua să producă și să păstreze material molecular era una importantă.
Observațiile lui James Webb arată că răspunsul este pozitiv. Praful produs de stea rezistă, iar moleculele de apă pot fi detectate în învelișul său, în ciuda condițiilor extreme.
O nouă perspectivă asupra reciclării materiei în galaxii
Descoperirea are o semnificație mai largă decât simpla prezență a apei lângă o gaură neagră. Ea oferă informații despre modul în care galaxiile își reciclează materia.
Stelele nu păstrează pentru totdeauna elementele și particulele pe care le conțin. Pe măsură ce evoluează, multe dintre ele eliberează în spațiu gaz și praf. Acest material se poate amesteca ulterior cu norii interstelari și poate deveni parte a unei noi generații de stele.
IRS 3 demonstrează că acest proces poate continua chiar și în vecinătatea unui nucleu galactic extrem. Cu alte cuvinte, stelele bătrâne pot continua să îmbogățească mediul înconjurător cu molecule și praf, chiar și atunci când se află la mai puțin de un an-lumină de o gaură neagră supermasivă.
Acest lucru este important pentru înțelegerea evoluției centrelor galactice. Dacă moleculele și praful pot supraviețui în asemenea condiții, atunci materia expulzată de stele poate juca un rol mai important decât se credea în chimia și evoluția mediului din jurul găurilor negre supermasive.
Ce ne spune descoperirea despre apa lângă o gaură neagră?
Descoperirea apei lângă o gaură neagră nu schimbă doar ceea ce știm despre IRS 3, ci ridică și noi întrebări despre limitele supraviețuirii moleculelor în Univers. Dacă apa și praful cosmic pot rezista atât de aproape de Sagittarius A, este posibil ca procese similare să aibă loc și în centrele altor galaxii.
Telescopul James Webb oferă astronomilor posibilitatea de a studia aceste regiuni cu o sensibilitate fără precedent, iar observațiile viitoare ar putea arăta cât de frecventă este supraviețuirea moleculelor în apropierea găurilor negre supermasive.
Într-un loc unde ne-am aștepta ca materia fragilă să fie rapid distrusă, Universul a oferit încă o surpriză. În jurul unei stele aflate la numai 0,55 ani-lumină de monstrul gravitațional din centrul Căii Lactee, apa și praful continuă să existe.
Această descoperire arată că apa lângă o gaură neagră poate supraviețui în condiții mult mai extreme decât credeam. Iar odată cu ea supraviețuiește și posibilitatea ca materia expulzată de stelele bătrâne să continue marele ciclu cosmic, din care se nasc, în cele din urmă, noi stele, noi planete și noi lumi. Studiul a fost publicat în Astronomy & Astrophysics pe 11 august 2026.
Sursa: Universe Magazine