Вуглецевий космічний пил надходить із різних джерел і розсіюється в космосі, де він необхідний для життя і формування кам’янистих планет, таких як наша.
Коли астрономи спрямовують свої телескопи на об’єкти в небі, їм часто доводиться мати справу з цим космічним пилом, який затуляє цілі та ускладнює спостереження.
Однією з причин створення телескопа Джеймса Вебба (JWST) була можливість “бачити” крізь цей пил за допомогою інфрачервоного зору й отримувати нові знання про астрофізичні процеси. У новому дослідженні JWST було доручено вивчити сам космічний пил.
Подвійна зоряна система Wolf–Rayet WR 140 знаходиться приблизно за 5000 світлових років у сузір’ї Лебедя. У 2022 році дослідники опублікували результати в журналі Nature Astronomy, розкривши деталі цієї системи. Було встановлено, що зоряні вітри обох зірок регулярно зіштовхуються, утворюючи кільця вуглецевого пилу, які розширюються назовні.
“Масивні подвійні системи з вітрами, які стикаються, і зірками Wolf–Rayet є потенційно важливим джерелом пилу та хімічного збагачення міжзоряного середовища,” написали автори, зазначивши, що хімічний склад пилу та його здатність до виживання досі не зрозумілі.
“Вуглецево-багата подвійна система WR 140 є ідеальною астрофізичною лабораторією для дослідження цих питань, враховуючи її чітко визначений орбітальний період і передбачувані епізоди утворення пилу кожні 7,93 роки під час проходження періастра,” пояснили дослідники.
Навколишнє середовище біля цих зірок, коли вони знаходяться поруч одна з одною, є хаотичним і навіть ворожим. Вітри цих еволюційних зірок багаті хімічними елементами, і коли потужніший вітер від зірки WR зіштовхується з вітром OB-зірки, газ стискається, і утворюється пил. Оскільки пил утворюється лише під час періастра, він формує окремі кільця.
“Галактичні подвійні системи WC (Wolf–Rayet зірки вуглецевого типу) із видимими туманностями надають важливі лабораторії для вивчення цього процесу утворення пилу. Спостереження останніх десятиліть продемонстрували, як орбіта системи регулює цей процес,” пояснили автори роботи 2022 року.
Телескоп JWST у 2022 році зафіксував зображення WR 140 приблизно через 5,5 років після останнього періастра у 2016 році. Тепер, через 14 місяців після першого огляду, JWST зробив нові спостереження, що демонструють, як концентричні кільця вуглецевого пилу продовжують розширюватися.
“Телескоп підтвердив, що ці пилові оболонки реальні, і показав, що вони розширюються зі сталою швидкістю, виявляючи видимі зміни за короткий проміжок часу,” — зазначила Емма Ліб, провідна авторка нової статті та докторантка Університету Денвера.
Кільця пилу рухаються зі швидкістю понад 2600 км/с, приблизно 1% швидкості світла. Хоча відомо, що WR-системи утворюють пил, WR 140 перевершує всі інші подібні системи. Дослідники виявили, що ці оболонки датуються понад 130 роками, а старіші вже розсіялися в міжзоряному просторі.
За словами Раяна Лау, астрофізика з NSF NOIRLab, WR 140, ймовірно, створить десятки тисяч пилових оболонок протягом сотень тисяч років. “Середньоінфрачервоні спостереження критично важливі для цього аналізу, оскільки пил у цій системі досить прохолодний,” пояснив він.
Читайте оригінальну статтю.