En el centro de la Vía Láctea, donde la gravedad del agujero negro supermasivo Sagitario A* impera y la radiación es extrema, las condiciones parecen adversas para la materia compleja. No obstante, las estrellas gigantes en sus etapas finales logran expulsar materiales fundamentales como polvo y moléculas, que posteriormente alimentan la formación de nuevas generaciones estelares y planetarias.
Un consorcio internacional, encabezado por científicos de la Universidad de Colonia, utilizó el telescopio espacial James Webb (JWST) para examinar a IRS 3, una de las estrellas más brillantes y próximas al núcleo galáctico. El estudio, divulgado en la revista Astronomy & Astrophysics, revela que este astro produce y expulsa polvo rico en oxígeno y agua en el mismo corazón de la galaxia, lo cual contradice las concepciones anteriores sobre los límites de la química estelar bajo el dominio de un agujero negro.
Descubrimiento en el centro galáctico
Una estrella de tipo AGB (Rama Asintótica Gigante) se encuentra en una fase avanzada de su existencia, cuando ha agotado el combustible nuclear en su núcleo y se expande y enfría. Durante este período, la estrella pierde material en forma de polvo y gas, creando una envoltura a su alrededor. IRS 3 es un claro ejemplo de estrella AGB situada muy cerca del centro de la Vía Láctea.
Las observaciones con el JWST indican que la envoltura de IRS 3 contiene abundante polvo de silicatos, un material compuesto por oxígeno y silicio. Esto se evidencia mediante dos señales marcadas en el espectro de la luz, que constituyen huellas espectrales de la absorción de ciertos materiales.
El análisis detallado del espectro permitió, por primera vez, detectar agua (H₂O) en la nube circumestelar de IRS 3. Este hallazgo indica que incluso en un ambiente tan hostil como el centro galáctico, ciertas moléculas logran mantenerse. Según Macarena García Marín, investigadora de la ESA y coautora del trabajo, la presencia de agua en IRS 3 demuestra que el material molecular puede subsistir en las inmediaciones de un agujero negro supermasivo.
Características de IRS 3
La envoltura de IRS 3 se extiende hasta aproximadamente 10.000 millones de kilómetros (equivalente a 10.000 unidades astronómicas) y presenta un gradiente térmico desde 1.200 Kelvin (930 °C) junto a la estrella hasta casi 100 Kelvin (-170 °C) en las zonas más alejadas. Los modelos indican que esta nube de polvo y gas se estructura en varias capas concéntricas, producto de eyecciones sucesivas de material.
- Masa: aproximadamente seis veces la del Sol.
- Edad: cerca de 72 millones de años.
- Composición del polvo: mezcla de alúmina (óxido de aluminio) y silicatos amorfos.
Metodología de observación
Las observaciones de IRS 3 se efectuaron en 2025 utilizando el instrumento MIRI del telescopio James Webb, como parte de un proyecto internacional orientado a estudiar los centros de galaxias cercanas. El equipo empleó un espectroscopio capaz de analizar la luz en un amplio intervalo de longitudes de onda, entre 4,9 y 27,9 micrones, cubriendo toda la envoltura de polvo y gas que rodea a la estrella.
Para garantizar la fiabilidad de los resultados, los investigadores corrigieron el efecto del polvo interestelar existente entre la Tierra y el centro galáctico, que tiende a contaminar la señal. Aplicaron una fórmula específica que permite diferenciar el polvo propio de IRS 3 del polvo ambiental del centro de la galaxia. Posteriormente, usaron un programa de simulación denominado Hyperion, que modela la interacción de la luz estelar con las partículas de polvo en las distintas capas de la envoltura.
El equipo evaluó más de un centenar de variantes hasta hallar la combinación que mejor reproducía los datos observados, determinando que la envoltura está compuesta por alúmina y silicatos amorfos. La presencia de agua se verificó al contrastar la señal con bases de datos que contienen las características de absorción de diversas moléculas.
Implicancias para el ciclo de materia galáctica
Los resultados de esta investigación tienen consecuencias directas para entender la evolución de las galaxias. La capacidad de IRS 3 para generar y expulsar polvo y agua evidencia que incluso en los entornos más extremos, las estrellas evolucionadas pueden enriquecer el medio interestelar. El polvo liberado por IRS 3 alimenta el reservorio de materia disponible para la formación de nuevas estrellas y planetas, procesos esenciales en la vida de las galaxias.
La persistencia de polvo y agua cerca de Sagitario A* sugiere que las estrellas AGB desempeñan un papel más relevante del que se creía en el suministro de material al centro galáctico. Según el equipo, la existencia de una envoltura de polvo tan amplia y compleja en IRS 3 explica, al menos en parte, la ausencia de otras gigantes rojas detectables en la región, ya que únicamente aquellas con suficiente pérdida de masa logran sobrevivir a la acción destructiva del agujero negro central.
El avance logrado gracias al JWST y a la modelización detallada abre nuevas perspectivas para investigar la química y la dinámica de las estrellas evolucionadas en ambientes extremos, y resalta la resiliencia de los procesos de formación de polvo, incluso en el corazón de nuestra galaxia.
Fuente: Infobae