臺北市立天文科學教育館

位於銀河系中心的超大質量黑洞人馬座A*（Sgr A*）周圍，存在極端強烈的輻射與複雜的星際環境，長久以來被認為不利於塵埃與分子長時間存在。最新研究利用詹姆斯‧韋伯太空望遠鏡（JWST）的中紅外線儀器（MIRI），觀測距離Sgr A*投影約0.17秒差距的恆星IRS 3。研究團隊在2025年的觀測中取得4.9至27.9微米的中紅外線光譜，首次獲得IRS 3完整且經前景消光修正的連續光譜，藉此分析其周圍塵埃包層的化學組成與物理環境。圖說：IRS 3（NIRCam和MIRI影像）。圖片來源：歐洲太空總署

IRS 3是一顆位於銀河系中心核星團中的漸近巨星分支星（AGB star），周圍包覆半徑約1萬天文單位的塵埃包層。研究團隊認為IRS 3的塵埃主要由非晶質矽酸鹽與氧化鋁（Al₂O₃）構成，支持其屬於富氧AGB星，也修正過去曾將IRS 3分類為富碳AGB星的看法。

更令人矚目的是，研究團隊首次在IRS 3的包層中確認明確的水吸收特徵，主要出現在約6.0至6.3微米，以及6.7至7.0微米的波段；模型顯示水可能位於距離恆星約900天文單位的內側包層。這項發現顯示，即使在Sgr A*周圍由強烈輻射主導的極端環境中，基本分子仍可能存活。值得注意的是，水的存在本身並不能單獨區分富碳或富氧AGB星，但9.7與18.5微米矽酸鹽特徵的比例則提供了明確的富氧化學證據。

研究模型進一步推得，IRS 3的恆星質量約為6倍太陽質量、年齡約7,200萬年。若假設恆星風速約每秒15公里，其質量流失率約為每年6×10⁻⁵倍太陽質量。研究團隊認為，AGB星強烈且可能具有時間變化的質量流失，會持續將氣體與塵埃注入周圍星際介質，並可能使銀河系中心鄰近Sgr A*的環境獲得塵埃與分子物質補給。多層殼狀包層可能源自變動的恆星風或IRS 3與Sgr A*之間的交互作用。這項研究顯示，超大質量黑洞附近並非完全無法形成或保存塵埃與分子，為理解銀河系中心星際介質的物質循環提供新的觀測證據。（編譯／吳典諺）

資料來源：ESA