JWST captura ondas colossais de poeira estelar que superam nosso próprio sistema solar: WebCuriosos

A poeira cósmica rica em carbono vem de diferentes fontes e se espalha pelo espaço, onde é necessária para a vida e para a formação de planetas rochosos como o nosso.

Quando os astrónomos apontam os seus telescópios para objetos no céu, muitas vezes têm de lidar com esta poeira cósmica que obscurece os seus alvos e confunde as suas observações.

Uma das razões pelas quais o JWST foi construído é para ver através de parte dessa poeira com sua visão infravermelha e desbloquear novos insights sobre processos astrofísicos. No novo trabalho, o JWST foi encarregado de observar a própria poeira.

O binário Wolf-Rayet WR 140 está a cerca de 5.000 anos-luz de distância, na constelação de Cygnus. Em 2022, pesquisadores publicaram resulta em Astronomia da Natureza revelando detalhes sobre a estrela binária. Os resultados mostraram que os ventos estelares de ambas as estrelas colidem regularmente, produzindo anéis de poeira rica em carbono que se expandem para fora das estrelas.

“Enormes binários de ventos em colisão que hospedam uma estrela Wolf-Rayet (WR) apresentam uma fonte potencialmente importante de poeira e enriquecimento químico no meio interestelar”, escreveram os autores, observando que a composição química da poeira e como ela sobrevive ainda não são compreendidas. .

“O binário Wolf-Rayet WR 140, rico em carbono, apresenta um laboratório astrofísico ideal para investigar estas questões, dado o seu período orbital bem definido e episódios previsíveis de formação de poeira a cada 7,93 anos em torno da passagem do periastro”, explicaram os autores na sua investigação.

O ambiente próximo a essas estrelas, quando estão próximas umas das outras, é caótico e até hostil. Os ventos destas estrelas evoluídas são quimicamente ricos e quando o vento mais forte da estrela WR colide com o vento da estrela WR estrela obstétricao gás é comprimido e a poeira é produzida. Como a poeira só é produzida no periastro, ela forma anéis discretos.

“Os binários WC de vento em colisão galáctica (estrelas Wolf-Rayet da sequência de carbono) com nebulosas de poeira circunstelares resolvíveis, portanto, fornecem laboratórios importantes para estudar este processo de formação de poeira, onde observações nas últimas décadas demonstraram como a formação de poeira é regulada pela órbita do sistema binário”, explicam os autores do artigo de 2022.

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O par de estrelas massivas, uma Lobo-Rayet e um um estrela obstétricaorbitam um ao outro e atingem o periastro a cada 7,93 anos. É quando os poderosos ventos estelares de ambas as estrelas colidem. Os astrónomos pensam que as estrelas Wolf-Rayet evoluídas e os seus ventos em colisão podem ser responsáveis ​​por alguns dos primeiros grãos de poeira carbonácea e material orgânico no Universo.

O JWST capturou as imagens originais de 2022 cerca de 5,5 anos após o último periastro em 2016. Agora, cerca de 14 meses após a observação inicial do JWST em WR 140, o telescópio espacial deu outra longa olhada no binário em interação e seus anéis concêntricos de carbono em expansão. -poeira rica. As imagens mostram o quanto os anéis se expandiram em menos de dois anos.

“O telescópio confirmou que estas camadas de poeira são reais e os seus dados também mostraram que as camadas de poeira estão a mover-se para fora a velocidades consistentes, revelando mudanças visíveis durante períodos de tempo incrivelmente curtos,” disse Emma Lieb, autora principal do novo artigo e um estudante de doutorado na Universidade de Denver, no Colorado.

É relativamente raro ver objetos astronômicos exibirem mudanças em escalas de tempo curtas como esta. Durante apenas 14 meses, a cada oito anos, os ventos estelares colidem e produzem anéis visíveis de poeira ricos em carbono. Embora os binários WR sejam conhecidos por produzirem poeira rica em carbono, a maioria dos pares não são tão ativos e seus periastros estão muito mais distantes no tempo.

“Estamos habituados a pensar que os eventos no espaço ocorrem lentamente, ao longo de milhões ou milhares de milhões de anos”, acrescentou Jennifer Hoffman, co-autora e professora da Universidade de Denver. “Neste sistema, o observatório mostra que as camadas de poeira estão se expandindo de um ano para o outro”.

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“Ver o movimento em tempo real destas conchas entre as observações de Webb, feitas com apenas 13 meses de intervalo, é verdadeiramente notável,” disse Olivia Jones, co-autora do Centro de Tecnologia de Astronomia do Reino Unido, em Edimburgo. “Estes novos resultados dão-nos um primeiro vislumbre do papel potencial de binários tão massivos como fábricas de poeira no Universo.”

Os astrónomos avistaram outras estrelas WC produzindo anéis de poeira. No entanto, o WR 140 supera todos eles. “A extensão destas conchas circunstelares distantes detectadas em torno de WR 140 excede a de todos os outros sistemas WC formadores de poeira conhecidos por factores de 4 ou mais”, explicam os autores do artigo de 2022.

As estrelas seguem órbitas largas e alongadas e, quando os seus ventos colidem a cada oito anos, produzem poeira rica em carbono durante vários meses. Os poderosos anéis de poeira com imagens MIRI do JWST que datam de mais de 130 anos.

Conchas mais antigas se dissiparam no espaço interestelar e não são mais coerentes e visíveis. Parte desse material pode já ter sido absorvido na formação estelar.

Graças ao MIRI, os pesquisadores aprenderam que o WR 140 provavelmente gerará dezenas de milhares de camadas de poeira ao longo de centenas de milhares de anos.

“As observações no infravermelho médio são absolutamente cruciais para esta análise, uma vez que a poeira neste sistema é bastante fria. As observações no infravermelho próximo e na luz visível mostrariam apenas as conchas que estão mais próximas da estrela,” explicou Ryan Lau, co- autor e astrônomo do NSF NOIRLab em Tucson, Arizona.

Lau liderou a investigação inicial deste sistema em 2022. “Com estes novos detalhes incríveis, o telescópio também nos permite estudar exatamente quando as estrelas estão a formar poeira – quase ao mesmo dia.”

Estas imagens do JWST não mostram isso, mas nem toda a poeira está na forma de anéis. Parte dela está em nuvens maiores do que todo o nosso Sistema Solar. Parte dele flutua livremente como partículas individuais de poeira, cada uma com apenas um centésimo da largura de um fio de cabelo humano. Em todos os casos, a poeira é rica em carbono e move-se à mesma velocidade.

Uma estimativa diz que os anéis estão separados por cerca de 1,4 trilhão de km. Para efeito de comparação, se o nosso Sol estivesse a criar estas conchas, uma concha estaria a cerca de cinco por cento da distância até Alpha Centauri, o nosso vizinho mais próximo, antes de a próxima concha ser criada.

Eventualmente, a criação de camadas de poeira ricas em carbono cessará. A maioria das estrelas WR terminam as suas vidas como supernovas, com algumas possivelmente colapsando diretamente em buracos negros.

Mas isso é num futuro distante. No futuro imediato da humanidade, o WR 140 continuará a produzir estas camadas de poeira ricas em carbono, e o JWST continuará a observar este laboratório natural para ver como tudo acontece.

Este artigo foi publicado originalmente por Universo hoje. Leia o artigo original.