Вебб спостерігає за пиловими оболонками від ближніх зірок

Астрономи за допомогою космічного телескопа Джеймса Вебба виявили дві зірки, відповідальні за утворення багатого на вуглець пилу всього за 5000 світлових років від Сонця у нашій галактиці Чумацький Шлях.

Масивні зорі у Вольфа-Райє 140 пролітають одна повз одну на своїх витягнутих орбітах. Протягом кількох місяців кожні вісім років зорі утворюють нову пилову оболонку, яка розширюється назовні – і зрештою може стати частиною зірок, що формуються в інших частинах нашої галактики.

Утворення оболонок

Астрономи давно намагаються відстежити, як такі елементи, як вуглець, необхідний для життя, поширюються у Всесвіті. Тепер космічний телескоп Джеймса Вебба більш детально дослідив одне з поточних джерел багатого на вуглець пилу в нашій власній галактиці Чумацький Шлях: Вольфа-Райє 140, систему з двох масивних зір, які рухаються по щільній, витягнутій орбіті.

Коли вони пролітають одна повз іншу (в межах центральної білої точки на зображеннях Вебба), зоряні вітри від кожної зірки стискаються, матеріал стискається, і утворюється багатий на вуглець пил. Останні спостереження Вебба показують 17 пилових оболонок, що світяться в середньому інфрачервоному світлі, які регулярно розширюються в навколишній простір.

“Телескоп підтвердив, що ці пилові оболонки існують, і його дані також показали, що пилові оболонки рухаються назовні з постійною швидкістю, виявляючи видимі зміни за неймовірно короткі проміжки часу”, – сказала Емма Ліб, провідний автор нової роботи і докторант Денверського університету в Колорадо.

Неймовірна швидкість

Кожна оболонка мчить від зірок зі швидкістю понад 2600 кілометрів на секунду, що складає майже 1% швидкості світла.

“Ми звикли думати, що події в космосі відбуваються повільно, протягом мільйонів або мільярдів років, – додала Дженніфер Хоффман, співавтор статті і професор Денверського університету, – У цій системі обсерваторія показує, що пилові оболонки розширюються з року в рік”.

“Бачити рух цих оболонок у реальному часі між спостереженнями Вебба, які були зроблені з інтервалом лише в 13 місяців, справді чудово, – каже Олівія Джонс, співавтор з Британського астрономічного технологічного центру в Единбурзі, – Ці нові результати дають нам перше уявлення про потенційну роль таких масивних бінарних об’єктів, як фабрики пилу, у Всесвіті”.

Подібно до годинникового механізму, зоряні вітри генерують пил протягом декількох місяців кожні вісім років, коли пара робить найближче зближення під час широкої, витягнутої орбіти. Вебб також показує, де утворення пилу припиняється – шукайте темнішу область вгорі ліворуч на обох зображеннях.

Старіші оболонки

Зображення телескопа в середньому інфрачервоному діапазоні виявили оболонки, які зберігаються вже понад 130 років (старіші оболонки розсіялися настільки, що тепер вони занадто тьмяні, щоб їх можна було виявити). Дослідники припускають, що зірки в кінцевому підсумку згенерують десятки тисяч пилових оболонок протягом сотень тисяч років.

“Спостереження в середньому інфрачервоному діапазоні мають вирішальне значення для цього аналізу, оскільки пил у цій системі досить холодний. Спостереження в ближньому інфрачервоному і видимому діапазонах показали б лише оболонки, які знаходяться найближче до зірки, – пояснив Райан Лау, співавтор і астроном з NSF NOIRLab в Тусоні, штат Арізона, який очолював початкові дослідження цієї системи, – Завдяки цим неймовірним новим деталям телескоп також дозволяє нам вивчати, коли саме зірки утворюють пил – майже з точністю до дня”.

Розподіл пилу нерівномірний. Хоча ці відмінності не очевидні на зображеннях Вебба, команда виявила, що частина пилу “нагромадилася”, утворивши аморфні, тендітні хмари, які за розмірами дорівнюють всій нашій Сонячній системі. Багато інших окремих частинок пилу вільно плавають. Кожна порошинка завбільшки в одну соту ширини людської волосини. Грудкуватий чи ні, весь пил рухається з однаковою швидкістю і багатий на вуглець.