Charakterystyczny układ podwójny gwiazd Wolfa-Rayeta (konkretnie system WR 140, oddalony od Układu Słonecznego o ponad 5000 lat świetlnych) cyklicznie co 8 lat generuje powłoki pyłowe, przypominające pierścienie.
Zbliżenie tych ciał niebieskich zostało zarejestrowane przez Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba (według informacji przekazanych przez NASA jest przynajmniej 17 takich pierścieni), podczas którego nastąpiło zderzenie wiatrów gwiazdowych, co doprowadziło do powstania warstw pyłowych w wyniku ściskania gazu (według analiz to odległość porównywalna z tą, jaką mamy miedzy Ziemią a Słońcem). Powstałe poszczególne warstwy (ich cykliczny przyrost) są wyznacznikiem upływu czasu.
Jakie informacje znajdziemy w publikacji?
WR 140 zbadany przez kamerę i spektrograf MIRI
Obserwacja tak dużej ilości pierścieni była możliwa tylko dzięki pracy JWST. Możliwości obserwacji przy wykorzystaniu teleskopów naziemnych pozwalały jedynie na dostrzeżenie jedynie dwóch powłok pyłowych. Uwagę zaobserwowanych przynajmniej 17 pierścieni zwraca również ich bardzo wysoka wyrazistość, nie są one w żaden sposób rozproszone czy też rozmazane. Jest wielce prawdopodobne, że w układzie Wolfa-Rayeta 140 istnieją jeszcze dodatkowe powłoki, które nie zostały wykryte przez Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba.
Do badań powłok pyłowych użyto instrumentu średniej podczerwieni MIRI (ang. Mid-Infrared Instrument), składającego się z kamery oraz spektrografu. Możliwości tego urządzenia pozwalają wykrywać chłodniejsze fragmenty nieba, w zakresie niewidocznych dla ludzkiego oka fal. MIRI pozwala również na określenie składu pyłu wyrzucanego przez układ WR 140.
Pierścienie składające się z powłok pyłowych tworzą się za każdym razem w momencie zbliżania się orbit tych gwiazd. Uzyskane przez MIRI dane stanowią ważną wskazówkę i jednocześnie dowód na to, że gwiazdy typu Wolfa-Rayeta są producentem materiału pyłowego, który może stanowić ważny element budulcowy (ze względu na jego odpowiednią gęstość i trwałość) dla przyszłych gwiazd.
Powinno również zainteresować …
Czy powłoki pyłowe to norma w przypadku układów WR?
Utworzenie powłok pyłowych z wyrzutów gazu wymaga zaistnienia odpowiednich warunków oraz pierwiastków (również tych bardziej złożonych). Ciężkie pierwiastki, wydobywane z wnętrza gwiazd (m.in.), łączą się z innymi lżejszymi (chociażby najbardziej pospolity wodór), a w wyniku działania wiatrów gwiazdowych ulegają schłodzeniu i ściskaniu, co skutkuje powstaniem pyłu.
Gwiazdy klasyfikowane jako gwiazdy Wolfa-Rayeta są obiektami typu widmowego O, o bardzo dużej jasności, z temperaturą powierzchni od 25000 K do 50000 K. Ich masa podczas końcowego cyklu życia przekracza 25-krotnie masę Słońca. Obiekty WR emitują niezwykle potężne wiatry gwiazdowe, wypychające w przestrzeń kosmiczną spore ilości gazów. Końcowym etapem życia gwiazdy Wolfa-Rayeta jest prawdopodobnie zapadnięcie się i utworzenie czarnej dziury.
Tworzenie pyłu jest charakterystyczne również w przypadku innych układów gwiazd typu Wolfa-Rayeta, natomiast dotychczas tylko w systemie WR 140 zaobserwowano pierścienie pyłowe. Powodem takiej sytuacji jest wydłużony kształt orbity (układy z orbitami kołowymi prawdopodobnie generują chmury pyłowe trybem ciągłym, a nie cyklicznym), dzięki czemu w wyniku zderzenia się wiatrów gwiazdowych emitowane gazy są ściskane na tyle mocno, aby mogło dość do powstania powłoki pyłu. Szacuje się, że ponad 50% gwiazd WR funkcjonuje w układzie podwójnym z innymi gwiazdami.
Według oszacowań naukowców w Drodze Mlecznej powinno znajdować się przynajmniej kilka tysięcy gwiazd WR. Dotychczas udało się zaobserwować mniej więcej około 600 gwiazd typu Wolfa-Rayeta.
Źródła publikacji:
(1) nasa.gov / „Star Duo Forms ‘Fingerprint’ in Space, NASA’s Webb Finds”
(2) jpl.nasa.gov / „Dust Rings in the Wolf-Rayet 140 System”
