El Universo, verdaderamente, está lleno de maravillas, y el Telescopio Espacial James Webb acaba de brindarnos nuestras mejores vistas de una de ellas hasta el momento.
El objeto en cuestión es una estrella a unos 5.600 años luz de distancia, y el ojo infrarrojo de Webb ha detectado un detalle extraordinario: está rodeado por lo que parecen ser anillos concéntricos de luz que irradian hacia el exterior.
Mientras que la característica de Webb picos de difracción no son ‘reales’, esos anillos concéntricos sí lo son, y hay una maravillosa y fascinante explicación para ellos.
La estrella es en realidad un par binario de estrellas raras en la constelación de Cygnus, y sus interacciones producen erupciones periódicas precisas de polvo que se expanden en capas en el espacio alrededor del par con el tiempo.
Estas capas de polvo brillan en el infrarrojo, lo que ha permitido que un instrumento tan sensible como el de Webb MIRI
La estrella es lo que se conoce como una binaria de viento en colisión, que consiste en un extremadamente raro Wolf-Rayet estrella, llamada WR 140, y una caliente, masiva estrella tipo O compañero – otro objeto raro.
Las estrellas Wolf-Rayet son muy calientes, muy luminosas y muy viejas; al final de su vida útil de la secuencia principal. Están significativamente empobrecidos en hidrógeno, son ricos en nitrógeno o carbono y pierden masa a un ritmo muy alto.
Las estrellas de tipo O se encuentran entre las estrellas más masivas conocidas, también muy calientes y brillantes; debido a que son tan masivos, su vida útil es increíblemente breve.
Ambas estrellas en el sistema WR 140 tienen rápido vientos est elares
Donde se pone interesante es su órbita, que es elíptica. Esto significa que las estrellas no describen círculos bonitos y nítidos entre sí, sino óvalos, con un punto en el que están más alejados entre sí (apastron) y un punto en el que están más cerca entre sí (periastron).
Cuando las dos estrellas ingresan al periastro, una distancia aproximadamente un tercio mayor que la distancia entre la Tierra y el Sol, se acercan lo suficiente como para que sus poderosos vientos choquen.
Esto produce choques en el material alrededor de las estrellas, acelerando partículas y generando radiación energética, como los rayos X. Estos vientos en colisión también inducen episodios de formación de polvo a medida que se enfría el material en el viento estelar en colisión.
Este proceso se puede ver en la animación a continuación, que muestra cómo se vería el sistema de arriba hacia abajo.
El polvo es una forma de carbono que absorbe la luz ultravioleta de las dos estrellas. Esto calienta el polvo, lo que hace que vuelva a emitir radiación térmica, que es lo que Webb observa en longitudes de onda infrarrojas.
Luego, el polvo es expulsado por el viento estelar, lo que da como resultado la expansión de las capas de polvo parciales. Se expanden y se enfrían a medida que son expulsados, perdiendo calor y densidad.
Lo que estás viendo en la imagen de Webb es un poco como una serie de burbujas; el borde de cada capa de polvo es más visible porque estás viendo una concentración más densa de material debido a la perspectiva.
Debido a que la órbita de la estrella binaria tiene un período de 7,94 años, la colisión del viento y la producción de polvo ocurren como un reloj cada 7,94 años. Esto significa que puedes contar los anillos de la nebulosa alrededor del binario, como los anillos de los árboles, para determinar la edad de la capa de polvo visible más externa.
Se ven alrededor de 20 anillos, lo que significa que puede ver alrededor de 160 años de capas de polvo en la imagen de Webb. El periastro WR 140 más reciente se observó en 2016.
La observación de Webb de WR 140 fue solicitada por un equipo dirigido por el astrofísico Ryan Lau del Instituto de Ciencias Espaciales y Astronáuticas de la Agencia de Exploración Aeroespacial de Japón.
Ellos son preparación de un documento sobre las observacionespor lo que es posible que estemos a punto de descubrir algo nuevo sobre esta estrella fascinante y loca.