(CNN)– Una nueva imagen del Telescopio Espacial James Webb muestra anillos de columnas de polvo creadas por interacciones violentas entre dos estrellas.
La imagen es parte de una nueva investigación que revela cómo la luz intensa de las estrellas puede empujar la materia hacia el espacio, centrándose en un sistema estelar binario ubicado a 5.000 años luz de la Tierra en la constelación Cygnus.
El sistema estelar, llamado WR140, incluye una estrella Wolf-Rayet y una supergigante azul que giran una alrededor de la otra en una órbita que tarda ocho años en completarse. La supergigante azul es una estrella de tipo O, uno de los tipos de estrellas más masivos que se conocen. Solo unas pocas estrellas masivas evolucionan hacia Wolf-Rayet cuando se acercan al final de sus ciclos de vida. Esta etapa dura unos cientos de miles de años.
Los astrónomos han estado observando este sistema estelar binario durante dos décadas desde el Observatorio WM Keck en Hawai.
Cada ocho años, a medida que las estrellas se acercan, liberan columnas de polvo que se extienden miles de veces la distancia entre la Tierra y el Sol. Los investigadores observaron las columnas para medir cómo la luz de las estrellas puede impactar la materia para su estudiar publicado este miércoles en la revista académica Naturaleza.
La luz puede ejercer un tipo de empuje llamado presión de radiación sobre la materia, pero es difícil de detectar en el espacio.
“Es difícil ver que la luz de las estrellas provoca la aceleración porque la fuerza se desvanece con la distancia y otras fuerzas toman el control rápidamente”, dijo el primer autor del estudio, Yinuo Han, estudiante de doctorado en el Instituto de Astronomía de la Universidad de China. Universidad de Cambridge, en el Reino Unido, en un comunicado.
“Para presenciar la aceleración hasta el nivel en que se vuelve medible, el material debe estar razonablemente cerca de la estrella o la fuente de la presión de radiación debe ser muy fuerte”. WR140 es una estrella binaria cuyo feroz campo de radiación supera estos efectos, poniéndolos al alcance de nuestros datos de alta precisión”.
Todas las estrellas generan su propio viento estelar, o corrientes de gas expulsadas al espacio, pero las estrellas Wolf-Rayet masivas pueden azotar los vientos en algo más parecido a un huracán estelar. Las estrellas Wolf-Rayet, en las últimas etapas de su ciclo de vida, se han despojado de su capa de hidrógeno. El hidrógeno no puede formar polvo por sí mismo, pero otros elementos ubicados dentro de una estrella, como el carbono, sí pueden.
El carbono se condensa en polvo de hollín en el rápido remolino del viento, que brilla con una luz infrarroja invisible para el ojo humano. Pero los telescopios pueden detectar esta luz brillante y cálida.
Las observaciones del equipo revelaron que las columnas de polvo se forman donde los vientos estelares de las dos estrellas gigantes chocan, creando un frente de choque en forma de cono entre las estrellas.
A medida que las estrellas pasan a través de su órbita ovalada, el frente de choque también se desplaza, lo que hace que la columna de polvo similar al humo se desplace en espiral. Si las estrellas tuvieran una órbita circular, se formaría un remolino. En cambio, la órbita ovalada crea retrasos en la producción de polvo que hacen que las columnas de polvo parezcan anillos o caparazones.
El resultado final se asemeja a un objetivo irregular o algo que parece una telaraña.
Esta ilustración muestra el sistema estelar binario a medida que sale del polvo cada ocho años. Crédito: NASA/ESA/CSA/STScI/JPL-Caltech
El Telescopio Webb pudo mirar mucho más profundamente en el sistema de estrellas binarias que los telescopios terrestres y observó casi 20 columnas de polvo aceleradas anidadas unas dentro de otras.
“Parecía haber un patrón de difracción extraño, y me preocupaba que fuera un efecto visual creado por el brillo extremo de las estrellas”, dijo el autor del estudio Ryan Lau, investigador principal del programa Webb Early Release Science y astrónomo asistente en el NOIRLab de la National Science Foundation, en un Declaración de la NASA.
“Sin embargo, tan pronto como descargué los datos finales, me di cuenta de que no estaba viendo un patrón de difracción, sino anillos de polvo que rodeaban al WR 140, al menos 17 de ellos”.
los revista Naturaleza Astronomía publicó este miércoles los resultados de la observación de la Webb.
“Como un reloj, esta estrella emite anillos de humo esculpidos cada ocho años, con toda esta maravillosa física escrita en ella que luego ondea en el viento como una pancarta para que la leamos”, dijo el coautor del estudio Peter Tuthill, profesor de la Universidad. de la Escuela de Física de Sydney, en un comunicado.
“Ocho años después, cuando el sistema binario vuelve a su órbita, aparece otro igual que el anterior, saliendo al espacio dentro de la burbuja del anterior, como un conjunto anidado de gigantescas muñecas rusas”.
La producción predecible de una columna de polvo cada ocho años en el sistema estelar proporcionó a los investigadores el objetivo perfecto para estudiar la tasa de expansión de cada espiral de polvo. En lugar de expandirse a un ritmo constante, se observó que aumentaban su velocidad.
“En cierto sentido, siempre supimos que esta debía ser la razón de la salida, pero nunca soñé que seríamos capaces de ver la física en funcionamiento de esta manera”, dijo Tuthill. “Cuando miro los datos ahora, veo que la pluma de WR140 se despliega como una vela gigante hecha de polvo. Cuando atrapa el viento de los fotones que salen de la estrella, como un yate que recibe una ráfaga, da un salto repentino hacia adelante”.
La sensibilidad de Webb permitirá a los astrónomos realizar más observaciones de las estrellas Wolf-Rayet y su intrigante física en el futuro, según los autores del estudio.
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