Mit dem James-Webb-Weltraumteleskop hat ein internationales Astronomenteam entdeckt, dass Staub und Wasser erstaunlich nahe am supermassereichen Schwarzen Loch im Zentrum der Milchstraße entstehen und überleben können.
Die Beobachtungen richten sich auf IRS 3, einen hochentwickelten Stern, der nur 0,55 Lichtjahre von Sagittarius A* entfernt liegt, dem Schwarzen Loch, das unsere Galaxie verankert. IRS 3 hat die Phase des asymptotischen Riesenasts erreicht – ein spätes, dramatisches Stadium des Sternlebens, in dem Sterne zu riesigen, kühlen und leuchtenden Objekten anschwellen und durch kräftige Sternwinde Gas in den Weltraum abgeben. Dieses abgestoßene Material ist eine der wichtigsten Quellen kosmischen Staubs – doch ob ein Stern so nahe an einem supermassereichen Schwarzen Loch ihn noch erzeugen kann, war bislang unklar.
Durch die Analyse des Infrarotlichts des Sterns mit dem MIRI-Instrument von Webb identifizierte das Team deutliche Signaturen von sauerstoffreichem Silikatstaub und wies erstmals Wasser in der Hülle des Sterns nach. Die Daten zeigen eine geschichtete, schalenartige Staubverteilung, die sich über etwa 10.000 Astronomische Einheiten vom Stern erstreckt, mit Temperaturen, die von rund 1.200 Kelvin nahe dem Stern auf etwa 100 Kelvin in den äußeren Regionen fallen.
„Galaktische Zentren gehören zu den extremsten Umgebungen – zu verstehen, ob Sterne ihre Umgebung dort weiterhin anreichern können, ist daher eine wichtige Frage", sagte Erstautor Florian Peißker von der Universität zu Köln. „Mit Webb können wir direkt beobachten, wie sich Sterne unter diesen Bedingungen verhalten, und sehen, dass die Staubproduktion bemerkenswert widerstandsfähig bleibt."
Frühere Studien hatten vermuten lassen, dass IRS 3 kohlenstoffreich sein könnte; die neuen Beobachtungen zeichnen ein anderes Bild. Die beiden starken Infrarot-Signaturen von Silikatstaub – bestehend aus Silizium und Sauerstoff – identifizieren IRS 3 als sauerstoffreichen, hochentwickelten Stern am Ende seines Lebens. Der Stern hat schätzungsweise die sechsfache Masse der Sonne, ist etwa 72 Millionen Jahre alt und verliert derzeit intensiv Masse.
„Besonders aufregend ist der Wassernachweis, denn er zeigt, dass molekulares Material in einer von intensiver Strahlung dominierten Umgebung überleben kann", sagte Macarena Garcia Marin von der ESA, Koautorin und Hauptforscherin des MICONIC-Programms. „Das sagt uns, dass Sterne auch nahe eines supermassereichen Schwarzen Lochs weiterhin Material in ihre Umgebung einbringen können."
Die Ergebnisse, die auf Beobachtungen aus dem Jahr 2025 im Rahmen des MICONIC-Garantiezeit-Programms beruhen, deuten darauf hin, dass hochentwickelte Sterne eine größere Rolle bei der Staubversorgung galaktischer Zentren spielen als bislang angenommen – Regionen, die einst als besonders feindlich für solche Prozesse galten. Die Studie erschien in der Fachzeitschrift Astronomy & Astrophysics.
