Polvere e acqua nell'ambiente del buco nero centrale
Una scoperta inaspettata: acqua e polvere sono state rilevate nelle immediate vicinanze del buco nero Sagittarius A* nella nostra galassia. In realtà, le condizioni in questa regione dell'universo non dovrebbero permettere una cosa del genere.
A circa 26.000 anni luce da noi, il centro galattico si trova nella costellazione del Sagittario, in latino: Sagittarius, dove si trova il buco nero supermassiccio Sagittarius A* (Sgr A*), che unisce 4,1 milioni di masse solari. Nelle sue immediate vicinanze prevalgono condizioni estreme, motivo per cui una scoperta di un team di ricerca guidato da Florian Peisker all'Università di Colonia sta causando stupore: a soli circa 0,55 anni luce da Sgr A* sono stati rilevati polvere e vapore acqueo, rilasciati dalla stella gigante IRS 3. Ciò dimostra che anche nell'ambiente estremamente ricco di radiazioni di un buco nero estremamente massiccio, le stelle possono produrre i mattoni delle future generazioni di stelle e pianeti.
La stella è una supergigante rossa, relativamente fredda e molto luminosa. Emette grandi quantità di gas e polvere attraverso un vento stellare estremo, per cui IRS 3 rilascia una parte significativa della sua massa nello spazio circostante. Ha circa sei volte la massa del nostro Sole, ha circa 72 milioni di anni e si trova vicino alla fine della sua esistenza come membro del ramo asintotico delle giganti nel diagramma di Hertzsprung-Russell.
Questa emissione stellare di giganti rosse e supergiganti è una delle fonti più importanti di polvere cosmica nella nostra galassia. Finora, tuttavia, non era chiaro se una cosa del genere fosse possibile anche nelle immediate vicinanze di un buco nero estremamente massiccio. Per il suo lavoro, il team di Peisker ha utilizzato il telescopio spaziale James Webb (JWST) per studiare in dettaglio il centro galattico nell'infrarosso. Tramite lo strumento MIRI a bordo del JWST sono state rilevate chiare firme di polvere ricca di ossigeno e, per la prima volta, anche di molecole d'acqua nell'involucro che circonda IRS 3.
IRS 3 è una delle sorgenti di radiazione più luminose nell'infrarosso medio nelle vicinanze di Sgr A* e si è distinta fin da subito per la sua enorme nube di polvere. Precedenti studi suggerivano che la stella potesse essere particolarmente ricca di carbonio, ma i nuovi dati sembrano smentire questa ipotesi. Invece, sono stati trovati due segnali distinti di polvere, che apparentemente è ricca di silicati, cioè contiene ossigeno e silicio. Da ciò si può dedurre che IRS 3 è una stella ricca di ossigeno, molto evoluta, che ha raggiunto la fine della sua vita. Dai dati è possibile ricavare la struttura intorno a IRS 3 fino a una distanza di 10.000 unità astronomiche, che corrisponde a 10.000 volte la distanza della Terra dal Sole. La regione è stratificata. All'interno degli strati, la temperatura scende da 900 gradi Celsius vicino alla stella a -170 gradi Celsius nelle regioni esterne. Inoltre, in questi strati è stato rilevato vapore acqueo.
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