科隆大学天体物理研究所研究团队近日公布的一项观测结果显示，位于银河系中心超大质量黑洞人马座A*附近的一颗演化后期恒星IRS 3，正在向周围空间持续喷发大量气体和尘埃。研究人员借助詹姆斯·韦布空间望远镜发现，这颗恒星形成了范围异常庞大的包层，其中甚至存在水分子，为银河系中心极端环境下的分子存续提供了新线索。
IRS 3距离人马座A*约0.6光年，约合4.2万个天文单位。一个天文单位相当于日地平均距离；作为目前离地球最远的人造物体，旅行者1号若要跨越这一距离，大约需要1万年。尽管如此，放在银河系尺度上看，IRS 3仍可谓紧邻银河系中心黑洞。
此次研究由科隆大学天体物理研究所的弗洛里安·派斯克博士领导。其团队参与了欧洲詹姆斯·韦布空间望远镜近邻星系观测联盟，长期研究人马座A*周边区域。相关成果已发表于《天文学与天体物理学》期刊。
研究团队利用韦布望远镜的中红外仪器MIRI对IRS 3展开细致观测。数据显示，这颗恒星外部包层的尺度延伸至约1万个天文单位。此类大范围包层可在演化后期恒星周围形成，但在拥有人马座A*附近数百万颗恒星的区域内，尚未发现与IRS 3相似的天体，因此其特征尤为突出。
更重要的是，新观测修正了此前对IRS 3演化状态的认识。研究人员认为，这颗恒星正经历所谓的“超级风”阶段，即大质量恒星生命末期的一段剧烈失质量时期。在这一阶段，恒星会在数百年间快速向周边空间抛射巨量气体和尘埃。
研究估计，IRS 3每约18天损失的物质总量便相当于地球质量。这种近乎持续的高速失质量过程，能够解释其周围包层为何既巨大又致密。恒星喷出的物质不断向外扩张，也使其成为研究银河系中心恒星演化及物质循环的独特样本。
韦布望远镜还在IRS 3的包层中探测到了水分子，这一结果出乎研究人员预料。过去普遍认为，人马座A及周边环境的高能辐射会使分子难以在如此靠近黑洞的区域长期存在；而此次发现表明，水分子仍可在IRS 3周围物质中得以保存。研究人员认为，这颗恒星或许正在向人马座A周边环境输送包含生命基本构成相关化合物在内的分子物质。
下一步，科隆大学卢卡斯·拉巴迪教授团队计划依托位于智利阿塔卡马沙漠的极大望远镜开展进一步研究。该望远镜预计将在未来数年投入运行，其METIS仪器有望帮助科学家更深入解析IRS 3巨大包层的结构与化学组成，从而揭示黑洞近邻环境中恒星物质流失和尘埃形成的更多细节。