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Una nueva imagen de la NASA/ESA/CSA Telescopio espacial James Webb revela una vista cósmica notable: al menos 17 anillos de polvo concéntricos que emanan de un par de estrellas. Ubicado a poco más de 5000 años luz de la Tierra, el dúo se conoce colectivamente como Wolf-Rayet 140. Cada anillo se creó cuando las dos estrellas se acercaron y sus vientos estelares (corrientes de gas que soplan hacia el espacio) se encontraron, comprimiendo el gas. y formando polvo. Las órbitas de las estrellas las unen una vez cada ocho años; como los anillos del tronco de un árbol, los bucles de polvo marcan el camino del tiempo.
Además de la sensibilidad general de Webb, su Instrumento de infrarrojo medio (MIRI) está especialmente calificado para estudiar los anillos de polvo. Los astrónomos también llaman a estos anillos conchas porque son más gruesos y anchos de lo que parecen en la imagen. Los instrumentos científicos de Webb detectan luz infrarroja, un rango de longitudes de onda invisible para el ojo humano.
Contribuido bajo el liderazgo de la ESA y la NASA, el instrumento MIRI de Webb detecta las longitudes de onda infrarrojas más largas. Esto significa que a menudo puede ver objetos más fríos, incluidos los anillos de polvo, que los otros instrumentos de Webb. El espectrómetro de MIRI también reveló la composición del polvo, formado principalmente por material expulsado por un tipo de estrella conocida como estrella Wolf-Rayet. Una estrella Wolf-Rayet nace con al menos 25 veces más masa que nuestro Sol y se acerca al final de su vida, cuando probablemente explotará como una supernova y luego colapsará en un boquete negro. Ardiendo más que en su juventud, una estrella Wolf-Rayet genera poderosos vientos que empujan enormes cantidades de gas al espacio. La estrella Wolf-Rayet de este par en particular puede haber perdido más de la mitad de su masa original a través de este proceso.
Transformar gas en polvo es algo así como convertir harina en pan. Requiere condiciones e ingredientes específicos. El hidrógeno, el elemento más común que se encuentra en las estrellas, no puede formar polvo por sí solo. Pero debido a que las estrellas Wolf-Rayet arrojan tanta masa, también expulsan elementos más complejos que normalmente se encuentran en las profundidades del interior de una estrella, incluido el carbono. Los elementos pesados del viento se enfrían a medida que viajan por el espacio y luego se comprimen donde se encuentran los vientos de ambas estrellas, como cuando dos manos amasan la masa.
Algunos otros sistemas Wolf-Rayet forman polvo, pero se sabe que ninguno produce anillos como lo hace Wolf-Rayet 140. El patrón de anillo único se forma porque la órbita de la estrella Wolf-Rayet en WR 140 es alargada, no circular. Solo cuando las estrellas se acercan, aproximadamente a la misma distancia entre la Tierra y el Sol, y sus vientos chocan, el gas está bajo suficiente presión para formar polvo. Con órbitas circulares, las binarias Wolf-Rayet pueden producir polvo continuamente.
El equipo científico cree que los vientos de WR 140 también limpiaron el área circundante de material residual con el que de otro modo podrían chocar, lo que puede ser la razón por la cual los anillos permanecen tan prístinos en lugar de manchados o dispersos. Es probable que haya incluso más anillos que se han vuelto tan débiles y dispersos que ni siquiera Webb puede verlos en los datos.
Las estrellas Wolf-Rayet pueden parecer exóticas en comparación con nuestro Sol, pero es posible que hayan desempeñado un papel en la formación de estrellas y planetas. Cuando una estrella Wolf-Rayet despeja un área, el material arrastrado puede acumularse en las afueras y volverse lo suficientemente denso como para que se formen nuevas estrellas. Hay alguna evidencia el Sol se formó en tal escenario.
Usando datos de Modo de espectroscopia de resolución media de MIRI, el nuevo estudio proporciona la mejor evidencia hasta el momento de que las estrellas Wolf-Rayet producen moléculas de polvo ricas en carbono. Además, la conservación de las capas de polvo indica que este polvo puede sobrevivir en el entorno hostil entre las estrellas, proporcionando material para futuras estrellas y planetas. El problema es que, si bien los astrónomos estiman que debería haber al menos unos pocos miles de estrellas Wolf-Rayet en nuestra galaxia, hasta la fecha solo se han encontrado unas 600.
Estos resultados han sido publicados hoy en Astronomía de la naturaleza.
MIRI fue aportado por la ESA y la NASA, con el instrumento diseñado y construido por un consorcio de Institutos Europeos financiados a nivel nacional (el Consorcio Europeo MIRI) en asociación con JPL y la Universidad de Arizona.
[Image Description: The background of this Webb image of star Wolf-Rayet 140 is black. A pair of bright stars dominates the centre of the image, with at least 17 pink-orange concentric dust rings emanating from them. Throughout the scene are a range of distant galaxies, the majority of which are very tiny and red, appearing as splotches.]
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Publicación original
