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Durante décadas, los astrónomos han dado por sentado que la química más delicada de todas, como la necesaria para formar agua, era incapaz de sobrevivir en el infierno cósmico que representan los alrededores de un agujero negro supermasivo.
Sin embargo, gracias a los datos del telescopio espacial James Webb, un equipo internacional de astrónomos ha detectado, a poquísima distancia (en términos astronómicos) de Sagitario A*, el agujero negro supermasivo situado en el corazón de la Vía Láctea, una estrella moribunda que está expulsando polvo cósmico y moléculas de agua intactas. Está claro que el universo sigue reescribiendo sus propias reglas.
IRS 3: El gigante moribundo que desafía a Sagitario A*
La protagonista de esta historia es IRS 3, una estrella anciana situada a escasos 0,55 años luz del agujero negro central nuestra galaxia. Con una edad estimada de 72 millones de años y una masa seis veces superior a la de nuestro Sol, la estrella se encuentra en la fase de la rama asintótica gigante (AGB, por sus siglas en inglés), lo que significa que es una estrella hinchada, fría y extremadamente luminosa (brilla 60.000 veces más que el Sol) que está viviendo sus últimos estertores.
En esta etapa terminal, la estrella se convierte en una especie de «fábrica cósmica», desprendiéndose de sus capas exteriores a través de violentos vientos estelares que viajan a unos 15 kilómetros por segundo. Este material expulsado es polvo cósmico, la semilla fundamental de la que nacerán futuras estrellas y planetas.
Hasta ahora, se creía que la cercanía a un agujero negro de 4 millones de masas solares como Sagitario A* esterilizaría por completo este material. La radiación ultravioleta y los rayos X que emanan del centro galáctico deberían actuar como un soplete implacable; pero el James Webb ha demostrado que la vida -o al menos, sus ingredientes básicos- es asombrosamente tenaz.
Los descubrimientos del Webb
El hito ha sido posible gracias al Instrumento de Infrarrojo Medio (MIRI) del telescopio James Webb, un instrumento que opera en infrarrojo medio. Si bien las observaciones terrestres anteriores habían sugerido que la envoltura de polvo de IRS 3 era rica en carbono, las altas capacidades del Webb han revelado dos firmas infrarrojas inconfundibles que demuestran que el polvo está compuesto por silicatos ricos en oxígeno.
ESA/Webb, NASA & CSA, F. Peißker, J. Lu, F. Yusef-Zadeh, N. B. Sabha, C. Chan
«Esta es la primera vez que se ha obtenido un espectro infrarrojo medio continuo de esta estrella, lo que nos permite detectar las características del polvo de silicato y descubrir su verdadera identidad química», ha explicado Macarena García Marín, científica de la Agencia Espacial Europea (ESA), e investigadora principal del programa MICONIC y coautora del estudio.
Pero la verdadera sorpresa llegó al analizar el espectro de este material: había firmas claras de moléculas de agua. ¿Cómo es posible que el agua sobreviva en el equivalente cósmico a un horno de fundición?
Un escudo de polvo estelar a -173 ºC
Las conclusiones del estudio apuntan a la propia arquitectura de la estrella. Utilizando complejos modelos informáticos que simularon hasta 100.000 variaciones distintas, los investigadores, liderados por Florian Peißker de la Universidad de Colonia, descubrieron que la estrella IRS 3 está envuelta en una colosal coraza de polvo en forma de capas concéntricas.
iStock
Esta envoltura se extiende a lo largo de 10.000 unidades astronómicas (UA) -es decir, 10.000 veces la distancia entre la Tierra y el Sol- y funciona como un escudo térmico y radiactivo perfecto. Mientras que en las zonas más cercanas a la estrella la temperatura alcanza unos abrasadores 927 ºC, en los confines de esta envoltura el termómetro se desploma hasta los -173 ºC. Es precisamente en este denso y gélido caparazón exterior donde las frágiles moléculas de agua logran resguardarse del azote de Sagitario A*.
«La detección de agua es especialmente emocionante porque demuestra que el material molecular puede sobrevivir en un entorno dominado por una radiación intensa», señala García Marín. «Esto nos indica que, incluso cerca de un agujero negro supermasivo, las estrellas pueden seguir aportando material a su entorno».
Hoy más que nunca «somos polvo de estrellas«, como dijo Carl Sagan y ahora sabemos que las estrellas moribundas que habitan en los centros galácticos no son meras víctimas de los agujeros negros supermasivos, sino donantes activos que siguen enriqueciendo el medio interestelar. Quizá el centro de la Vía Láctea no sea un cementerio estelar, sino como una cuna potencial de futuros mundos a pesar de estar tan cerca de un agujero negro supermasivo.