Дві зірки в WR-140 кожні вісім років виробляють пилові оболонки, які виглядають як кільця / фото NASA, ESA, CSA, STScI, JPL-Caltech

Космічний телескоп Джеймс Вебб зробив фото чудового космічного видовища: щонайменше 17 концентричних пилових кілець, що виходять від пари зірок.

Цей зірковий дует відомий під загальною назвою "Вольф-Райє 140" (WR-140), повідомляє NASA. Він розташований трохи більше ніж в 5000 світлових роках від землі (1 світловий рік дорівнює приблизно 9,5 трильйона кілометрів, - УНІАН).

Кожне кільце утворилося, коли дві зірки зблизилися і їхні зоряні вітри (потоки газу, які вони видувають в космос) зустрілися, стискаючи газ і утворюючи пил. Орбіти зірок зближують їх приблизно раз на вісім років; подібно зростанню річних кілець на стовбурі дерева, пилові петлі відзначають хід часу.

"Ми спостерігаємо за більш ніж століттям утворення пилу в цій системі. Зображення також показує, наскільки чутливим є цей телескоп. Раніше ми могли бачити тільки два пилових кільця за допомогою наземних телескопів. Зараз ми спостерігаємо як мінімум 17 із них", — сказав Райан Лау, астроном із NOIRLab NSF.

Відзначається, що деякі інші системи Вольф-Райє теж утворюють пил, але жодна з них не утворює кільця, як це робить "Вольф-Райє 140". Унікальний малюнок кілець формується через те, що орбіта зірки Вольфа-Райє в цьому дуеті витягнута, а не кругла. Тільки коли зірки зближуються - приблизно на однаковій відстані між Землею і Сонцем - і їхні вітри стикаються, газ знаходиться під достатнім тиском, щоб утворити пил.

Відносний розмір Сонця (вгорі зліва) у порівнянні з двома зірками у системі WR-140. Маса зірки O-типу приблизно в 30 разів більша за масу Сонця, а маса її компаньйона приблизно в 10 разів більша за масу Сонця / фото NASA/JPL-Caltech

Райан Лау і його співавтори вважають, що вітри "Вольф-Райє 140" також очистили навколишню територію від залишкового матеріалу, з яким вони могли б зіткнутися, і, можливо, тому кільця залишаються такими недоторканими, а не розмазаними або розсіяними. Імовірно, існує ще більше кілець, які стали настільки слабкими й розсіяними, що навіть телескоп Вебба не може їх побачити.

Телескоп Вебба зміг побачити кільця завдяки приладу середнього інфрачервоного діапазону (MIRI), який володіє унікальними можливостями для вивчення пилових кілець. Інструменти телескопа виявляють інфрачервоне світло, діапазон довжин хвиль, невидимий людському оку. MIRI виявляє найдовші інфрачервоні хвилі, що означає, що він часто може бачити більш холодні об'єкти, включаючи пилові кільця. Спектрометр MIRI також виявив склад пилу, утвореного в основному з матеріалу, викинутого зіркою, відомою як зірка Вольфа-Райє.

Зірки Вольфа-Райє - що відомо

Зірка Вольфа-Райє - це зірка O-типу, народжена з масою, що як мінімум в 25 разів перевищує масу нашого Сонця (маса Сонця становить 1,9885⋅10³º кг або 332940 мас Землі, - УНІАН), яка наближається до кінця свого життя, коли вона, імовірно, колапсує та утворює чорну діру.

Цей клас зірок названий за прізвищами французьких астрономів Шарля Вольфа і Жоржа Райє, які вперше звернули увагу на особливості спектрів таких зірок у 1867 році.

Зірки Вольфа-Райє в більшості своїй - це масивні зірки на пізніх стадіях еволюції, які втратили практично всю водневу оболонку, але багаті гелієм і спалюють його в своєму ядрі

Палаючи сильніше, ніж у молодості, зірка Вольфа-Райє породжує потужні вітри, які викидають в космос величезну кількість газу. Зірка Вольфа-Райє у цій конкретній парі (WR-140) могла втратити більше половини своєї первісної маси в результаті цього процесу.

Як формується пил на вітрі

Астрономи порівнюють перетворення газу в пил із перетворенням борошна на хліб: для цього потрібні певні умови та інгредієнти.

Найпоширеніший елемент у зірках, водень, не може утворювати пил сам по собі. Але оскільки зірки Вольфа-Райє втрачають стільки маси, вони також викидають більш складні елементи, які зазвичай знаходяться глибоко всередині зірки, включаючи вуглець. Важкі елементи у вітрі охолоджуються, коли вони подорожують у космос, а потім стискаються там, де зустрічаються вітри від обох зірок, як коли дві руки місять тісто.

Зірки Вольфа-Райє можуть здатися екзотичними в порівнянні з нашим Сонцем, але вони, можливо, зіграли роль у формуванні зірок і планет. Коли зірка Вольфа-Райє очищає область, зметений матеріал може накопичуватися на околицях і ставати досить щільним для утворення нових зірок. Є деякі свідчення того, що Сонце сформувалося за таким сценарієм.

Використовуючи дані режиму спектроскопії середньої роздільної здатності MIRI, нове дослідження забезпечує найкращі докази того, що зірки Вольфа-Райє виробляють молекули пилу, багаті вуглецем. Більш того, збереження пилових оболонок вказує на те, що цей пил може вижити у ворожому середовищі між зірками, продовжуючи поставляти матеріал для майбутніх зірок і планет.

Заковика в тому, що, хоча за оцінками астрономів у нашій Галактиці повинні бути як мінімум кілька тисяч зірок Вольфа-Райє, на сьогодні виявлено тільки близько 600.

"Попри те, що зірки Вольфа-Райє рідкісні в нашій Галактиці, тому що вони недовговічні, можливо, вони виробляли багато пилу протягом всієї історії галактики, перш ніж вибухнути та/або утворити чорні діри", - сказав Патрік Морріс, астрофізик Каліфорнійського технологічного інституту в Пасадені, Каліфорнія, і співавтор нового дослідження.

Телескоп Джеймса Вебба - що відомо

Телескоп "Джеймс Вебб" (JWST) є спільним проектом американського аерокосмічного управління (NASA) із Європейським космічним агентством. Його запустили в космос 25 грудня 2021 року. Телескоп почали будувати 25 років тому і витратили на це 10 мільярдів доларів. Він покликаний замінити телескоп "Хаббл", який працює на орбіті вже 32 роки.

Очікується, що "Джеймс Вебб" прослужить від п'яти до десяти років. Найімовірніше, на цьому його "життя" закінчиться. Справа в тому, що в конструкції закладений ліміт, щоб забезпечити високу чутливість датчика, який глибоко проникає в інфрачервоний діапазон, його потрібно постійно охолоджувати рідким гелієм до -267°C. "Вебб" перестане працювати, коли закінчиться холодоагент.

JWST - дуже велике дзеркало діаметром 6,5 метра. Для порівняння, у "Хаббла" - всього 2,4 метра. Оскільки "тарілку" такого розміру неможливо вмістити в ракету, дзеркало "Вебба" зробили складаним. Воно складається з трьох секцій, які успішно розгорнулися. Дзеркало в прямому сенсі золоте. Інженери покрили 18 шестикутних сегментів шаром золота товщиною 100 нанометрів - цей метал добре відображає інфрачервоні промені. Наприкінці січня 2022 року телескоп був виведений на задану орбіту.

Вас також можуть зацікавити новини: