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在银河系中心,离超大质量黑洞人马座A星只有约0.55光年的地方,一颗垂暮的恒星居然还在“造原料”。韦伯空间望远镜最新观测到:这颗名为IRS 3的老星周围,不但有富含氧的尘埃,研究人员还首次在它的包层中清楚识别出水分子。这个结果听起来像“黑洞旁边有水”,但更准确的说法是:在黑洞附近极强辐射的环境中,一颗恒星抛出的气体外衣里,水和尘埃仍能形成、留存。
先别把它想成电影里的黑洞吸走一切。银河系中心黑洞质量约为太阳的400万倍,确实会让周围环境很凶险;但IRS 3并没有贴着黑洞边缘转。0.55光年这个距离在日常尺度极远,却已处在银河系中心强辐射、强风和密集恒星共同作用的区域。科学家过去不确定,一颗老星在这里喷出的尘埃会不会很快被破坏,连水这样的分子能否保存也没有把握。
IRS 3正处于恒星生命的晚年,属于一种会大量流失物质的红巨星阶段。可以把它理解成一座逐渐松动的“恒星工厂”:它的外层气体被恒星风一点点吹向宇宙,冷却后形成尘埃。宇宙里的尘埃并不只是家里看得见的灰,它由硅、氧、碳等元素组成,是后来恒星、行星乃至岩石世界形成时的重要原料。我们的太阳系里,许多固体物质也来自更早一代恒星的遗产。
研究团队用韦伯的中红外仪器分析IRS 3发出的光。不同分子和尘埃会在光谱中留下各自的“指纹”,就像超市条码。过去有人猜测IRS 3可能偏富碳;新数据却显示出两条清晰的硅酸盐特征,说明它更像一颗富氧老星。团队还在其周围包层中发现了水的信号。这是对IRS 3的首次明确水分子探测,不是从遥远处看见一片海,也不是说那里有液态水。
更有意思的是,尘埃包层并不薄。结合光谱与模型,研究者推算它呈多层壳状,最外缘大约延伸到离恒星一万倍日地距离的地方。靠近恒星的区域温度约1200开尔文,外层则能降到约100开尔文。正是温度、密度和遮蔽条件的变化,给某些尘埃和分子留下了能继续存在的角落。IRS 3本身估计约有6个太阳质量、约7200万岁,正在猛烈地向外丢失物质。
这项发现的意义,并不是要把黑洞附近包装成“宜居地”。那里依旧是银河系中最极端的区域之一,强辐射和复杂引力会持续影响物质。研究目前只仔细看了一颗特殊恒星,也不能据此断定所有银河系中心的老星都能稳定产尘。水的观测同样不回答这些水最终能活多久、会不会参与后续行星形成。
它真正改写的是一个更朴素的问题:极端环境会不会让宇宙的材料循环彻底停摆?IRS 3给出的答案至少是“未必”。一颗走到晚年的恒星,仍可能把富氧尘埃和含水分子的物质送回周围空间。就像一座位于暴风中心的老工厂还在出货,它提供的不是现成的星球或生命,而是未来星球和恒星可能用得上的原材料。接下来,天文学家希望用韦伯继续观察更多银河系中心的老星,弄清这不是偶然的幸存者,还是一个此前被低估的宇宙供货网络。
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