银河系的心脏可能对水分子比天文学家想象的更为友好。利用詹姆斯·韦伯太空望远镜（JWST），研究人员在距离射手座A*（Sgr A*），即我们银河中心超大质量黑洞，仅0.55光年的一颗老化恒星周围探测到了水和宇宙尘埃。这项新研究表明，水和尘埃可以在超大质量黑洞附近意外地形成并存活，在这儿剧烈的辐射和其他恶劣条件通常会导致它们的毁灭。团队利用韦伯的中红外仪器（MIRI）对IRS 3进行研究，IRS 3是一颗位于Sgr A*周围拥挤环境中的老化恒星，根据欧洲航天局（ESA）的声明，该恒星的质量约为400万太阳质量。（图片来源：ESA/Webb, NASA & CSA, F. Peißker, J. Lu, F. Yusef-Zadeh, N. B. Sabha, C. Chan）“银河中心是最极端的环境之一，因此了解恒星在那里的环境中是否能够继续丰富周围环境是一个重要问题，”来自德国科隆大学的研究主笔Florian Peißker在声明中表示。“通过韦伯，我们可以直接观察恒星在这些条件下的行为，并看到尘埃的产生异常具有韧性。” IRS 3——银河中心最明亮的中红外源之一——是一颗渐近巨星，意味着它已达到恒星演化的晚期阶段，在这个阶段通过强大的恒星风排放大量气体和尘埃。这些垂死的恒星充当宇宙回收中心，将物质返回太空，这些物质最终可能会融入未来恒星和行星的形成中。但IRS 3生活在一个特别严酷的环境中。银河的中心星体密集，暴露在强烈的辐射下，因此引发了分子和新产生的尘埃能否在此环境中持续存在的问题。然而，韦伯的观察表明它们可以。通过将IRS 3的光谱观察与其光在不同的环境模型中传播的模拟相结合，研究人员重建了恒星包层的结构。他们发现，一种分层的、外壳状的硅酸盐尘埃分布大约从恒星延伸到10,000个天文单位（一个天文单位或AU是地球与太阳之间的平均距离）。包层内的温度从恒星附近的约1,700华氏度（927摄氏度）降至外部区域的约零下280华氏度（零下173摄氏度）。韦伯的观察还揭示了包层内水的明确证据——这是首次在IRS 3身上发现水分子。“水的探测尤其令人兴奋，因为它表明分子物质能够在强烈辐射主导的环境中存活，”本研究的合著者、ESA天文学家Macarena Garcia Marin在声明中表示。虽然观察结果并未揭示水的具体数量，但这一探测显示水可以在银河中心的恶劣环境中存活。水和尘埃是伴随恒星和行星形成的化学反应的重要成分，这意味着像IRS 3这样的老化恒星释放的物质最终可能会为未来的恒星和行星做出贡献。因此，在Sgr A*附近发现水和尘埃表明，即便在超大质量黑洞附近的恶劣条件下，老化恒星仍能继续丰富其周围环境。这些发现可能帮助天文学家更好地理解物质在银河中心的循环以及演化恒星在向这些区域提供新尘埃和分子方面的角色。研究结果于8月11日在《天文学与天体物理学》期刊上发表。Samantha Mathewson于2016年夏季作为实习生加入Space.com。她在康涅狄格州新哈芬大学获得了新闻与环境科学学士学位。此前，她的作品曾发表在《自然世界新闻》上。当不在写作或阅读科学相关内容时，Samantha喜欢旅行和拍照！你可以在推特上关注她 @Sam_Ashley13。