« Sabemos que el carbono es necesario para la formación de planetas rocososplanetas rocosos y sistemas solares como el nuestro. Es emocionante vislumbrar cómo los sistemas estelares binariobinario no sólo crean polvo rico en carbono, sino que también lo impulsan hacia nuestro vecindario galáctico “, explica en un comunicado de prensa de la NASA Jennifer Hoffman, coautora de un artículo publicado en Cartas de revistas astrofísicas y profesor de la Universidad de Denver. La astrofísica y sus colegas acaban de volver a poner de relieve Wolf-Rayet 140, una estrella que los investigadores llevan tiempo estudiando, más recientemente con los instrumentos del telescopio espacialtelescopio espacial James-Webb (JWSTJWST). Este es un sistema binariosistema binario ya estudiado con el telescopio Hubble y que se sitúa a unos 5.600 años luzaños luz del Sistema Solar en la Vía Láctea cuando se mira en la dirección de la constelaciónconstelación del cisne.
Futura ya había explicado en artículos anteriores que, al igual que el telescopio Hubble, el JWST podría contribuir a muchas cuestiones de la ciencia.astrofísicaastrofísica y de cosmologíacosmología. No se limitan al estudio de la primera. galaxiasgalaxias o el análisis de la composición química de atmósferasatmósferas d’exoplanetasexoplanetas. Sabemos, por ejemplo, que el polvo interestelarpolvo interestelar constituyen aproximadamente el 1% de nubesnubes Las moléculas densas y frías son un ingrediente clave en la formación de estrellas y planetas. Sin embargo, resulta que los distintos procesos de producción de este polvo aún no son tan bien comprendidos como los cosmoquímicos y astrofísicosastrofísicos Me gustaría.
¿Sabías?
Las estrellas Wolf-Rayet se conocen desde 1867. Fueron descubiertas, como su nombre indica, por Charles Wolf y Georges Rayet, del Observatorio de París, al observar tres estrellas de la constelación del Cisne para realizar estudios relacionados con una disciplina muy joven. luego en pleno desarrollo a raíz del trabajo del físico alemán Gustav Kirchhoff y del químico Robert Bunsen: la espectroscopia.
Estas estrellas parecían anómalas debido a la presencia de extrañas líneas de emisión espectral de origen desconocido. Astrofísicos del siglo XX.mi El siglo XXI comprenderá que las estrellas WR son estrellas masivas superiores a las 10 masas solares que observamos al final de su vida mientras las inestabilidades las llevan a expulsar parte de sus capas superiores, como preludio de explosiones en supernovas de tipo SN II.
Por lo tanto, sólo viven unos pocos millones de años como máximo en la secuencia principal, sintetizando elementos como el carbono y el oxígeno antes de colapsar gravitacionalmente. La explosión dejará entonces una estrella de neutrones como cadáver estelar y, en el caso de las estrellas más masivas, a veces agujeros negros estelares.
Por eso, para ver las cosas con más claridad, surgen programas para estudiar sistemas estelares dobles conocidos como binarias Wolf-Rayet (WR). respiraderosrespiraderos en colisión estaban en marcha con el JWST. De hecho, son eficientes productores de polvo en elUniversoUniverso Se cree que son ejemplos locales actuales y, sobre todo, representativos de otras binarias de viento en colisión que probablemente existieron en las galaxias primitivas.
Se sabe desde hace décadas que WR 140 es una estrella doble masiva compuesta por una estrella Wolf-Rayet de tipo WC7 y una estrella O5, probablemente una supergigante azulsupergigante azul. Ambas estrellas soplan rápidos vientos estelares (alrededor de 3.000 km/s) bajo el efecto de presión de radiaciónpresión de radiación producido por luminosidadesluminosidades de 103 a las 104 veces la de solsol. Lo que por tanto conduce a pérdidas de masamasa significativo, aproximadamente 10-5 y 10-6 masas solares/año.
Burbujas de polvo gigantes
Las imágenes recientes de JWST son falsas banderabandera porque tomado en elinfrarrojoinfrarrojo. Exhiben las ocho ramas producidas por el fenómeno de difraccióndifracción con el espejosespejos del telescopio (sobre este fenómeno, ver la obra de culto sobre óptica de Eugene Hecht). Por lo tanto, es un artefacto, pero no es el caso de la serie de arcos circulares que rodean el binario central en estas imágenes.
Estas son conchas de gasgas que aparecen como anillos porque los bordes de estas conchas, que no son perpendiculares a la vista del observador, representan la radiación de “columnas” de asuntoasunto más grueso en la línea de visión.
La existencia de estas conchas no es un misterio y se sabe cómo se producen periódicamente cada 7,94 años aproximadamente. Son visibles unos 20 anillos y, según los astrofísicos, el más joven nació en 2016. Pero, ¿cómo lo saben?
Esta animación muestra la producción de polvo en el sistema estelar binario WR 140 a medida que la órbita de la estrella Wolf-Rayet se acerca a la estrella de tipo O y sus vientos estelares chocan. Los vientos más fuertes de la estrella Wolf-Rayet soplan detrás de la estrella O, y a su paso se crea polvo a medida que el material estelar mixto se enfría. A medida que se repita el proceso, el polvo formará una cáscara. © NASA, ESA y J. Olmsted (STScI)
La determinación de los parámetros orbitales de las estrellas de WR 140 muestra que están en órbitasórbitas lo suficientemente respectivo excéntricosexcéntricospara que se unan de manera consistente alcanzando uno de ellos su periastroperiastro (la distancia más corta que los separa) aproximadamente cada 7,94 años.
La colisión entre los vientos estelares producidos por las dos estrellas es bastante violenta en este momento, naciendo entonces una burbuja de material en expansión, que al enfriarse hará que el polvo se condense. Son estos polvos los que se calientan por la radiación. ultravioletaultravioleta Una de las dos jóvenes estrellas masivas se enfriará irradiando en el infrarrojo, revelando las capas en expansión cuando las vea el JWST. Así podemos ver tipos de estratosestratos dando testimonio de la historia pasada de unos 160 años del binario.
Este vídeo alterna entre dos observaciones del Telescopio Espacial James Webb de Wolf-Rayet 140, un sistema de dos estrellas que ha emitido más de 17 capas de polvo en 130 años. Las observaciones en luz infrarroja media las resaltan con excelente claridad. Al comparar estas dos observaciones, tomadas con sólo 14 meses de diferencia, los investigadores demostraron que el polvo en el sistema se ha extendido. Todo el polvo de cada capa se mueve a casi el 1% de la velocidad de la luz. Las estrellas son muy brillantes, lo que provocó picos de difracción en ambas imágenes. Estos son artefactos, no características significativas. © José DePasquale; Instituto de Ciencias del Telescopio Espacial, Administración Nacional de Aeronáutica y del Espacio, Agencia Espacial Europea, Agencia Espacial Canadiense
¡Cáscaras de polvo que se expanden a más de 2.600 kilómetros por segundo!
El comunicado de prensa de la NASA especifica que los vientos estelares de cada estrella del binario WR 140 chocan periódicamente (durante varios meses cada ocho años), de modo que la materia se comprime y se forma polvo rico en carbono. Las últimas observaciones de Webb muestran 17 capas de polvo que brillan en luz infrarroja media y, por lo tanto, se expanden a intervalos regulares en el espacio circundante a más de 2.600 kilómetros por segundo.
Lo que lleva a Emma Lieb, autora principal del nuevo artículo y estudiante de doctorado en la Universidad de Denver, Colorado, a decir que JWST “ no sólo confirmó que estas capas de polvo son reales, sino que sus datos también mostraron que las capas de polvo se mueven hacia afuera a velocidadesvelocidades constantes, que revelan cambios visibles durante períodos de tiempo increíblemente cortos “, lo que también hace que Jennifer Hoffman diga eso” Estamos acostumbrados a pensar que los acontecimientos en el espacio se desarrollan lentamente, a lo largo de millones o miles de millones de años. En este sistema, el observatorio muestra que las capas de polvo se expanden de un año a otro ».
Estas capas pueden persistir durante más de 130 años, por lo que a lo largo de la vida de la estrella de WR, surgirán decenas de miles de capas de polvo (cada una de ellas tan pequeña como una centésima parte del ancho de un cabello humano) a lo largo de cientos de miles de años.
Sabemos de hecho gracias a la teoría de la evoluciónteoría de la evolución Estelar bien corroborado por observaciones de que las estrellas al menos 10 veces más masivas que el Sol sólo pueden vivir unos pocos millones de años como máximo antes de explotar. supernovasupernova dejando como cadáver estelar un estrella de neutronesestrella de neutrones o un agujero negroagujero negroo incluso implosionar directamente en un agujero negro.
Extracto del documental Del Big Bang a la vidaasociado al sitio del mismo nombre, un proyecto multiplataforma francófono sobre cosmología contemporánea. Jean-Pierre Luminet habla de la muerte de estrellas masivas, de su explosión como supernova y de la formación de púlsares. © Producciones ECP, YouTube
