Вебб знімає зірки на межі велетенського вибуху

Зірка Вольфа-Райє є рідкісною прелюдією до знаменитого завершального акту масивної зірки: наднової. Одним із перших спостережень у 2022 році космічний телескоп Джеймса Вебба зафіксував зірку Вольфа-Райє WR 124 у безпрецедентних деталях.

Характерний ореол газу та пилу обрамляє зірку та світиться в інфрачервоному світлі, яке виявляє Вебб, демонструючи вузлувату структуру та історію епізодичних викидів. Незважаючи на те, що вони є ареною неминучої зіркової «смерті», астрономи також дивляться на зірки Вольфа-Райє, щоб зрозуміти нові починання. У турбулентних туманностях, що оточують ці зірки, утворюється космічний пил, який складається з будівельних блоків важких елементів сучасного Всесвіту, включаючи життя на Землі.

Прелюдія до наднової

Рідкісний вид зірки Вольфа-Райє — однієї з найяскравіших, наймасивніших і короткочасно помітних зірок — був одним із перших спостережень, здійснених космічним телескопом Джеймса Вебба. Вебб показує зірку WR 124 у безпрецедентних деталях за допомогою потужних інфрачервоних приладів. Зірка знаходиться на відстані 15 тисяч світлових років у сузір’ї Стрільця.

Масивні зірки проходять свій життєвий цикл, і не всі з них проходять коротку фазу Вольфа-Райє, перш ніж стати надновою, що робить детальні спостереження Вебба цінними для астрономів. Зірки Вольфа-Райє знаходяться в процесі скидання зовнішніх шарів, що призводить до їх характерних ореолів газу та пилу. Зірка WR 124 у 30 разів більша за масу Сонця, і на даний момент вона викинула 10 сонячних мас. Коли викинутий газ віддаляється від зірки й охолоджується, утворюється космічний пил і світиться в інфрачервоному світлі, яке виявляє Вебб.

Походження космічного пилу, який може пережити вибух наднової зірки та зробити внесок у загальний «бюджет пилу» Всесвіту, викликає великий інтерес для астрономів з багатьох причин. Пил є невід’ємною частиною роботи Всесвіту: він захищає зірки, що формуються, збирається разом, щоб допомогти у формуванні планет, і служить платформою для формування та злипання молекул, включно з будівельними блоками життя на Землі. Незважаючи на багато важливих ролей, пилу у Всесвіті все ще більше, ніж можуть пояснити сучасні теорії утворення пилу астрономів. Всесвіт працює з профіцитом бюджету.

Нові можливості вивчення пилу

Вебб відкриває нові можливості для вивчення деталей космічного пилу, який найкраще спостерігати в інфрачервоному діапазоні хвиль. Камера ближнього інфрачервоного діапазону Вебба (NIRCam) врівноважує яскравість зоряного ядра WR 124 і вузлуваті деталі в слабшому навколишньому газі. Інструмент середнього інфрачервоного діапазону телескопа (MIRI) показує складну структуру газопилової туманності, що оточує зірку. До Вебба астрономи, які люблять пил, просто не мали достатньо детальної інформації, щоб досліджувати питання утворення пилу в таких середовищах, як WR 124, і чи був цей пил достатнього розміру та кількості, щоб вижити та зробити значний внесок у загальний бюджет пилу. Тепер ці питання можна досліджувати за допомогою реальних даних.

Такі зірки, як WR 124, також служать аналогом, який допомагає астрономам зрозуміти вирішальний період у ранній історії Всесвіту. Подібні вмираючі зірки засіяли молодий Всесвіт важкими елементами, викуваними в їх ядрах — елементами, які зараз звичайні в нинішню епоху, в тому числі на Землі.

Детальне зображення WR 124, зроблене Веббом, назавжди зберігає короткий, бурхливий час трансформації та обіцяє майбутні відкриття, які розкриють довго приховувані таємниці космічного пилу.