Nur 0,17 Parsec vom zentralen Schwarzen Loch der Milchstraße entfernt, also etwa 0,55 Lichtjahre, ist ein alter Stern weiterhin von einer gewaltigen Staubhülle umgeben. James Webb hat dort auch die Signatur von Wasserdampf entdeckt. Diese Beobachtungen zeigen, dass empfindliche Materialien in dieser Region, die intensiver Strahlung ausgesetzt ist, fortbestehen und sich bilden können.
Das untersuchte Objekt mit der Bezeichnung IRS 3 ist nicht das Schwarze Loch selbst. Es handelt sich um einen alternden Stern in der Nähe von Sagittarius A*, dem supermassereichen Schwarzen Loch im Zentrum unserer Galaxie. In einer fortgeschrittenen Phase seines Lebens stößt er nach und nach einen Teil seiner Materie ins All aus.
Mittelinfrarotaufnahme der Umgebung von IRS 3. Ein gelbes Kreuz markiert das supermassereiche Schwarze Loch Sgr A*
Diese Materie bildet um IRS 3 eine Hülle, deren Radius etwa das 10.000-Fache der Entfernung zwischen Erde und Sonne erreicht. Wenn sich das Gas vom Stern entfernt, kühlt es ab, und einige Elemente kondensieren zu winzigen festen Körnern. Dieser Prozess trägt zur Entstehung des Staubs bei, der sich später zwischen den Sternen befindet.
Die Nähe zum galaktischen Zentrum macht diesen Fall besonders. Millionen von Sternen befinden sich in dieser Region, in der ultraviolette Strahlung Moleküle und Staubkörner zerstören oder verändern kann. Die Astronomen wollten daher herausfinden, ob IRS 3 in dieser Umgebung tatsächlich Staub erzeugen kann.
James Webb beobachtete IRS 3 im April 2025 mit MIRI, seinem Instrument für das mittlere Infrarot. Indem sie das Licht nach seiner Wellenlänge aufteilen, können Wissenschaftler Materialien anhand der Spuren erkennen, die sie im Spektrum hinterlassen. Auf diese Weise untersuchten sie das Licht zwischen 4,9 und 27,9 Mikrometern.
Die Daten zeigen, dass IRS 3 ein sauerstoffreicher Stern ist, im Gegensatz zu einer früheren Klassifizierung, die ihn als kohlenstoffreich beschrieb. Die Modelle bilden seine Hülle mit Aluminiumoxid in den heißesten Regionen und mit weiter außen liegenden Silikaten nach. Diese Silikate sind Mineralien, die unter anderem Silizium und Sauerstoff enthalten und in kosmischem Staub weit verbreitet sind.
Eine weitere Signatur erscheint zwischen 6,1 und 6,25 Mikrometern. Die Autoren ordnen sie nach einem Vergleich mit bekannten molekularen Signaturen hauptsächlich Wasserdampf zu. Sie schätzen die Temperatur dieser Komponente auf etwa 427 °C. Dies ist der erste Nachweis von Wasser, der bei IRS 3 gemeldet wurde.
Die Modelle zeigen, dass IRS 3 diese Staub- und Molekülkomponenten selbst erzeugt, indem der Stern Materie verliert. Dies zeigt, dass ein alter Stern seine Umgebung auch in unmittelbarer Nähe des galaktischen Zentrums noch mit festen Körnern versorgen kann.
Eine Frage bleibt offen: Warum besitzt IRS 3 eine derart gut sichtbare Hülle, während andere vergleichbare alte Sterne in dieser Region offenbar selten sind? Die Autoren nennen insbesondere den Einfluss der umgebenden Materie und die Möglichkeit bislang unbekannter Wechselwirkungen. Künftige Beobachtungen müssen klären, wie sich diese Hülle unter den Bedingungen in der Umgebung von Sagittarius A* entwickelt.