Découverte d’eau près du trou noir supermassif de la Voie lactée grâce au télescope spatial James Webb
Le cœur de la Voie lactée pourrait être plus accueillant pour l’eau que ce que les astronomes avaient précédemment imaginé. Des chercheurs utilisant le télescope spatial James Webb (JWST) ont détecté de l’eau et de la poussière cosmique autour d’une étoile vieillissante, située à seulement 0,55 année-lumière de Sagittarius A (Sgr A), le trou noir supermassif au centre de notre galaxie.
Cette étude récente indique que l’eau et la poussière peuvent se former et survivre à une distance surprenante d’un trou noir supermassif, où des radiations intenses et d’autres conditions extrêmes pourraient normalement les détruire. L’équipe a utilisé l’instrument infrarouge moyen (MIRI) de Webb pour étudier IRS 3, une étoile vieillissante dans l’environnement densément peuplé entourant Sgr A*, qui possède une masse d’environ 4 millions de soleils, selon une déclaration de l’Agence spatiale européenne (ESA).
Florian Peißker, auteur principal de l’étude de l’Université de Cologne, a déclaré : « Les centres galactiques sont parmi les environnements les plus extrêmes, donc comprendre si les étoiles peuvent continuer à enrichir leur environnement est une question importante. » Les observations du JWST montrent que la production de poussière reste remarquablement résiliente dans ces conditions.
IRS 3, l’une des sources infrarouges les plus brillantes du centre galactique, est une étoile de la branche géante asymptotique, ce qui signifie qu’elle est à un stade avancé de son évolution stellaire et qu’elle perd de grandes quantités de gaz et de poussière par des vents stellaires puissants. Ces étoiles vieillissantes agissent comme des centres de recyclage cosmique, restituant des matériaux qui peuvent être incorporés dans de futures générations d’étoiles et de planètes.
Cependant, IRS 3 se trouve dans un environnement particulièrement difficile. Le centre de la Voie lactée est densément peuplé d’étoiles et exposé à des radiations intenses, soulevant des questions quant à la persistance des molécules et de la poussière nouvellement produites. Les observations de Webb suggèrent que ces matériaux peuvent subsister. En combinant les observations du spectre d’IRS 3 avec des simulations de la manière dont sa lumière traverse différents modèles de matière environnante, les chercheurs ont reconstruit la structure de l’enveloppe de l’étoile.
Ils ont découvert une distribution en couches de poussière silicatée s’étendant sur environ 10 000 unités astronomiques (une unité astronomique est la distance moyenne entre la Terre et le Soleil). Les températures au sein de l’enveloppe varient de 927 degrés Celsius près de l’étoile à environ -173 degrés Celsius dans ses régions extérieures. Les observations de Webb ont également révélé des preuves claires de la présence d’eau dans l’enveloppe — la première détection de ce type pour IRS 3.
La détection de l’eau est particulièrement significative car elle démontre que des matériaux moléculaires peuvent survivre dans un environnement dominé par des radiations intenses. Bien que les observations ne révèlent pas la quantité d’eau présente, cette découverte montre que l’eau peut exister dans le centre galactique. L’eau et la poussière sont des ingrédients essentiels dans la chimie qui accompagne la formation d’étoiles et de planètes.
La présence d’eau et de poussière près de Sgr A* suggère donc que les étoiles vieillissantes peuvent continuer à enrichir leur environnement, même dans les conditions difficiles près d’un trou noir supermassif. Ces résultats pourraient aider les astronomes à mieux comprendre comment le matériel est recyclé dans les centres des galaxies et le rôle des étoiles évoluées dans l’approvisionnement de ces régions en nouvelles poussières et molécules.
Les résultats de cette étude ont été publiés le 11 août dans la revue Astronomy & Astrophysics.
Source : ESA, NASA, Astronomy & Astrophysics
