Recorrendo ao Telescópio Espacial James Webb da NASA/ESA/CSA, uma equipa internacional de astrónomos descobriu que a poeira e a água podem formar-se e sobreviver surpreendentemente perto do buraco negro supermassivo no centro da nossa Galáxia, a Via Láctea. As observações revelam que a estrela evoluída IRS 3 continua a enriquecer os seus arredores com material recém-formado, apesar do ambiente de radiação intensa em torno de Sagitário A*.

As novas observações proporcionam a imagem mais detalhada até à data, no infravermelho médio, da estrela altamente evoluída IRS 3, que se situa a apenas 0,55 anos-luz de Sagitário A*, o buraco negro supermassivo central da Via Láctea. IRS 3 atingiu uma fase próxima do fim da sua vida, denominada fase do ramo assintótico das gigantes. As estrelas nesta fase da vida são enormes, frias e luminosas, e lançam gás para o espaço através dos seus poderosos ventos estelares. Este material estelar expelido é uma das fontes mais importantes de poeira cósmica, mas não era claro se 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 equipa de investigação identificou sinais claros de poeira rica em oxigénio e, pela primeira vez, detetou água no invólucro que envolve a estrela. Os resultados mostram que, mesmo nas condições adversas próximas de um buraco negro supermassivo, estrelas evoluídas como IRS 3 ainda conseguem produzir poeira e outros materiais importantes para a criação de futuras gerações de estrelas e planetas.

Esta imagem mostra a localização da estrela altamente evoluída IRS 3, que se situa a apenas 0,55 anos-luz de Sagitário A*, o buraco negro supermassivo no centro da Via Láctea. Uma equipa internacional de astrónomos descobriu que a poeira e a água podem formar-se e sobreviver surpreendentemente perto deste buraco negro supermassivo. As observações revelam que a estrela evoluída IRS 3 continua a enriquecer os seus arredores com material recém-formado, apesar do ambiente de radiação intensa em torno de Sagitário A*. Ver aqui apenas a ampliação. Crédito: ESA/Webb, NASA e CSA, F. Peißker, J. Lu, F. Yusef-Zadeh, N. B. Sabha, C. Chan

"Os centros galácticos estão entre os ambientes mais extremos, pelo que compreender se as estrelas conseguem continuar a enriquecer os seus arredores nessas condições é uma questão importante", afirmou o autor principal, Florian Peißker, da Universidade de Colónia, na Alemanha. "Com o Webb, podemos observar diretamente como as estrelas se comportam nestas condições e constatar que a produção de poeira se mantém notavelmente resiliente".

IRS 3 é uma das fontes mais brilhantes no infravermelho médio no Centro Galáctico e há muito que se destaca devido ao seu enorme invólucro de poeira. Estudos anteriores sugeriam que a estrela poderia ser rica em carbono, mas as novas observações mostram um cenário diferente. Os dados do Webb revelaram duas fortes assinaturas infravermelhas associadas a poeira de silicato, composta por silício e oxigénio. Estas características identificam IRS 3 como uma estrela evoluída rica em oxigénio, que se aproxima do fim da sua vida e que está a libertar material para o espaço.

"Esta descoberta foi possível graças aos altamente avançados instrumentos infravermelhos do Webb", afirmou Macarena Garcia Marin, da ESA, coautora do estudo e investigadora principal do programa MICONIC (Mid-Infrared Characterisation of Nearby Iconic galaxy Centres). "Esta é a primeira vez que foi recolhido um espetro contínuo no infravermelho médio para esta estrela, permitindo-nos detetar as características da poeira de silicato e desvendar a verdadeira identidade química da estrela".

Esta imagem mostra a localização da estrela altamente evoluída IRS 3, que se situa a apenas 0,55 anos-luz de Sagitário A*, o buraco negro supermassivo no centro da Via Láctea. As imagens apresentam uma visão progressivamente mais próxima da região, utilizando dados obtidos a partir do solo e do espaço. Uma equipa internacional de astrónomos descobriu que a poeira e a água podem formar-se e sobreviver surpreendentemente perto deste buraco negro supermassivo. As observações revelam que a estrela evoluída IRS 3 continua a enriquecer os seus arredores com material recém-formado, apesar do ambiente de radiação intensa em torno de Sagitário A*. Crédito: ESA/Webb, NASA e CSA, NOIRLab/NSF/AURA/E. Slawik/M. Zamani, ESO/S. Guisard, NASA/JPL-Caltech/S. Stolovy (Centro Científico Spitzer/Caltech), F. Peißker, J. Lu

Ao combinar as observações do Webb do espetro da estrela com simulações de como a sua luz se propagaria através de diferentes modelos do invólucro circundante, a equipa conseguiu reconstruir a estrutura do invólucro da estrela. Os resultados indicam uma distribuição de poeira em camadas, semelhante a uma concha, que se estende por cerca de 10.000 unidades astronómicas a partir da estrela, com temperaturas que descem de aproximadamente 1200 K, perto da estrela, para cerca de 100 K nas regiões mais externas. As observações revelaram também indícios da presença de água no interior do invólucro de IRS 3: a primeira deteção clara deste tipo para este objeto.

"A deteção de água é especialmente empolgante porque demonstra que o material molecular pode sobreviver num ambiente dominado por radiação intensa", afirmou Macarena. "Isto indica-nos que, mesmo perto de um buraco negro supermassivo, as estrelas podem continuar a contribuir com material de volta à sua vizinhança".

A partir das observações e da modelação estelar, os investigadores estimam que IRS 3 tenha uma massa de aproximadamente seis vezes a do Sol e tenha cerca de 72 milhões de anos. A estrela parece estar a sofrer uma intensa perda de massa, ejetando material para o espaço e criando o extenso invólucro observado pelo Webb.

Estes resultados sugerem que as estrelas evoluídas podem continuar a desempenhar um papel importante no fornecimento de poeira aos centros galácticos - regiões que anteriormente se pensava serem especialmente hostis a estes processos.

As observações foram realizadas em 2025 no âmbito do programa de observações com tempo garantido MICONIC, utilizando o instrumento MIRI do telescópio Webb.

// ESA (comunicado de imprensa)
// ESA/Webb (comunicado de imprensa)
// Artigo científico (Astronomy & Astrophysics)

Quer saber mais?

Ramo assintótico das gigantes:
Wikipedia

Evolução estelar:
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Sagitário A*:
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Buraco negro supermassivo:
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Centro Galáctico:
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