Imatge:
Una nova imatge de la Telescopi espacial James Webb de la NASA/ESA/CSA revela una visió còsmica notable: almenys 17 anells de pols concèntrics que emanen d’un parell d’estrelles. Situat a poc més de 5.000 anys llum de la Terra, el duet es coneix col·lectivament com a Wolf-Rayet 140. Cada anell es va crear quan les dues estrelles es van apropar i els seus vents estel·lars (corrents de gas que bufen a l’espai) es van trobar, comprimint el gas. i formant pols. Les òrbites de les estrelles les uneixen aproximadament un cop cada vuit anys; com els anells del tronc d’un arbre, els bucles de pols marquen el pas del temps.
A més de la sensibilitat general de Webb, és Instrument d’infrarojos mitjans (MIRI) està qualificat exclusivament per estudiar els anells de pols. Aquests anells també són anomenats petxines pels astrònoms perquè són més gruixuts i amples del que apareixen a la imatge. Els instruments científics de Webb detecten la llum infraroja, una gamma de longituds d’ona invisibles a l’ull humà.
Contribuït tant sota el lideratge de l’ESA com de la NASA, l’instrument MIRI de Webb detecta les longituds d’ona infraroja més llargues. Això vol dir que sovint pot veure objectes més freds, inclosos els anells de pols, que els altres instruments de Webb. L’espectròmetre de MIRI també va revelar la composició de la pols, formada majoritàriament a partir de material expulsat per un tipus d’estrella coneguda com a estrella Wolf-Rayet. Una estrella Wolf-Rayet neix amb almenys 25 vegades més massa que el nostre Sol i s’acosta al final de la seva vida, quan probablement explotarà com una supernova i després col·lapsarà en un forat negre. Cremant més calenta que en la seva joventut, una estrella Wolf-Rayet genera potents vents que empenyen grans quantitats de gas a l’espai. L’estrella Wolf-Rayet d’aquesta parella en particular pot haver perdut més de la meitat de la seva massa original mitjançant aquest procés.
Transformar el gas en pols és una mica com convertir la farina en pa. Requereix condicions i ingredients específics. L’hidrogen, l’element més comú que es troba a les estrelles, no pot formar pols per si sol. Però com que les estrelles de Wolf-Rayet desprenen tanta massa, també expulsen elements més complexos que normalment es troben a l’interior d’una estrella, inclòs el carboni. Els elements pesants del vent es refreden mentre viatgen a l’espai i després es comprimeixen on es troben els vents de les dues estrelles, com quan dues mans pasten massa.
Alguns altres sistemes Wolf-Rayet formen pols, però no se sap que cap faci anells com el Wolf-Rayet 140. El patró d’anell únic es forma perquè l’òrbita de l’estrella Wolf-Rayet a WR 140 és allargada, no circular. Només quan les estrelles s’apropen, aproximadament a la mateixa distància entre la Terra i el Sol, i els seus vents xoquen, el gas té la pressió suficient per formar pols. Amb òrbites circulars, els binaris Wolf-Rayet poden produir pols contínuament.
L’equip científic creu que els vents del WR 140 també van escombrar l’àrea circumdant sense material residual amb el qual d’una altra manera podrien xocar, motiu pel qual els anells es mantenen tan purs en lloc d’untar-se o dispersar-se. És probable que encara hi hagi més anells que s’han tornat tan febles i dispersos que ni tan sols Webb els pot veure a les dades.
Les estrelles Wolf-Rayet poden semblar exòtiques en comparació amb el nostre Sol, però poden haver jugat un paper en la formació d’estrelles i planetes. Quan una estrella de Wolf-Rayet neteja una zona, el material escombrat pot acumular-se als afores i esdevenir prou dens perquè es formin noves estrelles. Hi ha algunes proves el Sol es va formar en aquest escenari.
Utilitzant dades de Mode d’espectroscòpia de resolució mitjana de MIRI, el nou estudi proporciona la millor evidència que les estrelles de Wolf-Rayet produeixen molècules de pols riques en carboni. A més, la preservació de les closques de pols indica que aquesta pols pot sobreviure en l’entorn hostil entre estrelles, passant a subministrar material per a les futures estrelles i planetes. El problema és que, si bé els astrònoms estimen que hi hauria d’haver almenys uns quants milers d’estrelles Wolf-Rayet a la nostra galàxia, fins ara només se n’han trobat unes 600.
Aquests resultats s’han publicat avui a Astronomia de la natura.
MIRI va ser aportat per l’ESA i la NASA, amb l’instrument dissenyat i construït per un consorci d’instituts europeus finançats a nivell nacional (el Consorci Europeu MIRI) en col·laboració amb JPL i la Universitat d’Arizona.
[Image Description: The background of this Webb image of star Wolf-Rayet 140 is black. A pair of bright stars dominates the centre of the image, with at least 17 pink-orange concentric dust rings emanating from them. Throughout the scene are a range of distant galaxies, the majority of which are very tiny and red, appearing as splotches.]
