ブラックホールのすぐそばで水と塵が生き残る—JWSTが捉えた銀河中心の驚異

NASA/ESA/CSAのジェームズ・ウェッブ宇宙望遠鏡（JWST）を用いた国際天文学者チームの観測により、銀河系の中心に位置する超巨大ブラックホール「いて座A*（Sagittarius A*）」からわずか0.55光年という距離にある進化した星「IRS 3」が、極限的な放射線環境にもかかわらず、その周囲にケイ酸塩塵を活発に生成し、水分子を保持していることが明らかになった。この研究成果は、2026年8月11日付の専門誌『Astronomy & Astrophysics』に掲載された。

赤色巨星IRS 3に関する主要な発見

質量と年齢： IRS 3の質量は太陽の約6倍、年齢は約7200万年と推定されている。この星は現在、漸近巨星分枝（AGB）と呼ばれる恒星進化の最終段階にあり、巨大で冷たく明るい星へと膨張しながら、強力な恒星風によって質量を宇宙空間に放出している。その質量放出率は非常に高く、約18日ごとに地球1個分もの質量を失っていると見られる。

周囲のエンベロープ（星周殼）の組成： 星の周囲には、約1万天文単位（AU）にわたって広がる層状の殻状エンベロープが形成されている。このエンベロープには酸素に富む塵が含まれており、特にケイ酸塩（9.7 µmのSi-O伸縮振動と18.5 µmのO-Si-O変角振動の特徴が確認された）やアルミナが検出された。さらに重要なことに、研究チームはこのエンベロープ内で初めて水分子（H₂O）を検出した。

MIRIが化学組成論争に終止符： 以前の観測では、IRS 3が炭素に富む星なのか酸素に富む星なのかが曖昧だった。ウェッブ宇宙望遠鏡に搭載された中間赤外線観測装置（MIRI）が、この星の初となる連続中間赤外線スペクトルを取得。その結果、ケイ酸塩塵の明確な兆候が捉えられ、IRS 3は酸素に富む（Oリッチ）AGB星であると結論づけられた。これにより、炭素が優勢な組成である可能性は否定された。

水の検出が持つ意義

水分子の存在は特に驚くべきものだ。なぜなら、いて座A*周辺はブラックホールや周囲の高温ガスからの強力な紫外線やX線放射に支配されており、通常であれば水のような脆弱な分子は瞬時に破壊されてしまうからである。研究を主導したドイツ・ケルン大学の天文学者フローリアン・パイスカー氏は、「銀河中心部は最も過酷な環境の一つです。そこで星が周囲の物質を豊かにし続けられるかどうかを理解することは重要な課題です」と語っている。この水の生存は、極限的な放射条件下でも分子物質が存続しうることを示している。

銀河中心部における星・惑星形成への示唆

これらの発見は、銀河中心付近で進化した星であっても、これまであまりに過酷だと考えられていた環境で、塵や水——惑星形成や生命の化学に不可欠な材料——を周囲に供給し続けられることを示唆している。このことは、物質のリサイクルや惑星形成の可能性が、従来考えられていたよりもはるかに超巨大ブラックホールの近くで起こりうることを意味する。この発見は、極度の重力ストレスと強烈な放射線の下でも、将来の星や惑星の構成要素が形成されうることを実証したと言える。