Usando o Telescópio Espacial James Webb da NASA/ESA/CSA, uma equipe internacional de astrônomos descobriu que poeira e água podem se formar e sobreviver a uma distância surpreendentemente próxima do buraco negro supermassivo no centro da nossa galáxia, a Via Láctea. As observações mostram que a estrela evoluída IRS 3 continua enriquecendo seu entorno com material recém-formado, apesar do ambiente de radiação intensa ao redor de Sagittarius A*.
As novas observações fornecem a visão mais detalhada no infravermelho médio até agora da altamente evoluída estrela IRS 3, que está localizada a apenas 0,55 ano-luz de Sagittarius A*, o buraco negro supermassivo central da Via Láctea. A IRS 3 chegou a uma fase próxima do fim de sua vida chamada fase da gigante assintótica (asymptotic giant branch). Estrelas nessa fase são enormes, frias e luminosas, e liberam gás no espaço com seus poderosos ventos estelares. Esse material estelar descartado é uma das fontes mais importantes de poeira cósmica, mas não estava claro se ele poderia ser produzido por uma estrela tão próxima de um buraco negro supermassivo.
Ao analisar a luz infravermelha da estrela com o MIRI (Mid-Infrared Instrument) do Webb, a equipe de pesquisa identificou assinaturas claras de poeira rica em oxigênio e, pela primeira vez, detectou água no envelope que envolve a estrela. Os resultados mostram que, mesmo sob condições severas nas proximidades de um buraco negro supermassivo, estrelas evoluídas como a IRS 3 ainda podem produzir poeira e outros materiais importantes para a criação de gerações futuras de estrelas e planetas.
“ Centros galácticos estão entre os ambientes mais extremos, então entender se as estrelas conseguem continuar enriquecendo seu entorno ali é uma questão importante”, disse o autor principal Florian Peißker, da Universidade de Colônia, na Alemanha. “Com o Webb, podemos observar diretamente como as estrelas se comportam nessas condições e ver que a produção de poeira permanece notavelmente resistente.”
A IRS 3 é uma das fontes mais brilhantes no infravermelho médio no centro galáctico e sempre se destacou por seu enorme envelope cheio de poeira. Estudos anteriores sugeriram que a estrela poderia ser rica em carbono, mas as novas observações mostram um quadro diferente. Os dados do Webb revelaram duas fortes assinaturas no infravermelho associadas à poeira de silicato, composta por silício e oxigênio. Essas características identificam a IRS 3 como uma estrela evoluída rica em oxigênio, que está se aproximando do fim de sua vida e liberando material no espaço.
“Essa descoberta foi possível graças aos instrumentos infravermelhos altamente capazes do Webb”, disse Macarena Garcia Marin, da ESA, coautora do estudo e PI do programa MICONIC. “ É a primeira vez que um espectro contínuo no infravermelho médio é coletado para esta estrela, permitindo-nos detectar as características da poeira de silicato e revelar a verdadeira identidade química da estrela.”
Ao combinar as observações do Webb do espectro da estrela com simulações de como sua luz se moveria através de diferentes modelos do envelope ao redor, a equipe conseguiu reconstruir a estrutura do envelope estelar. Seus resultados indicam uma distribuição em camadas, em forma de conchas, de poeira que se estende por aproximadamente 10 000 unidades astronômicas a partir da estrela, com temperaturas caindo de cerca de 1200 Kelvin perto da estrela para aproximadamente 100 Kelvin nas regiões externas. As observações também revelaram evidências de água dentro do envelope da IRS 3: a primeira detecção clara desse tipo para este objeto.
“A detecção de água é especialmente empolgante porque mostra que material molecular pode sobreviver em um ambiente dominado por radiação intensa”, disse Macarena. “Isso nos diz que, mesmo perto de um buraco negro supermassivo, as estrelas podem continuar contribuindo com material de volta para seu entorno.”
A partir das observações e da modelagem estelar, os pesquisadores estimam que a IRS 3 tem uma massa de aproximadamente seis vezes a do Sol e cerca de 72 milhões de anos. A estrela parece estar passando por uma perda de massa intensa, expulsando material no espaço e criando o envelope estendido observado pelo Webb.
Esses resultados sugerem que estrelas evoluídas podem continuar desempenhando um papel importante no fornecimento de poeira para centros galácticos — regiões que antes eram consideradas especialmente hostis a esses processos.
As observações foram obtidas em 2025 como parte do programa de Observações Garantidas do Mid-Infrared Characterisation of Nearby Iconic galaxy Centres (MICONIC), usando o instrumento MIRI do Webb.
