El día antes de mi examen de tesis, mi amigo y radio astrónomo Joe Callingham me mostró una imagen Habíamos estado esperando durante cinco largos años: una foto infrarroja de dos estrellas moribundas que habíamos solicitado a la Telescopio muy grande en Chile.
Jadeé: las estrellas fueron envueltas en una enorme espiral de polvo, como una serpiente que comía su propia cola.
Lo llamamos Apeppara la serpiente egipcia Dios de la destrucción. Ahora, nuestro equipo finalmente ha tenido la suerte de usar el telescopio espacial James Webb (JWST) de la NASA para ver a Apep.
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Si algo pudiera superar la primera conmoción de ver su hermosa nebulosa espiral, es esta nueva imagen impresionante, con los datos de JWST ahora analizados en dos papeles en arxiv.
Muertes de estrellas violentas
Justo antes de morir como supernovas, las estrellas más masivas del universo derraman violentamente sus capas de hidrógeno exteriores, dejando a sus núcleos pesados expuestos.
Estos se llaman Estrellas de lobo-rayet Después de sus descubridores, quienes notaron poderosas corrientes de gas que salen de estos objetos, mucho más fuertes que el viento estelar de nuestro sol. La etapa de Wolf-Rayet dura solo milenios, un abrir y cerrar de ojos en las escamas de tiempo cósmico, antes de explotar violentamente.
A diferencia de nuestro sol muchas estrellas en el universo existen en pares conocidos como binarios. Esto es especialmente cierto para las estrellas más masivas, como Wolf-Rayets.
Cuando los vientos feroces de un choque de estrella de Wolf-Rayet con el viento de su compañero más débil, se comprimen entre sí. En el ojo de esta tormenta, forma un ambiente denso y fresco en el que los vientos ricos en carbono pueden condensarse en polvo. El primer polvo de carbono en el cosmos, el primero del material que componió nuestros propios cuerpos, se hizo de esta manera.
El polvo del lobo-rayet se explota en casi una línea recta, y el movimiento orbital de las estrellas lo envuelve en un nebulosa en forma de espiralapareciendo exactamente como el agua de un rociador cuando se ve desde arriba.
Esperábamos que Apep se pareciera a una de estas elegantes nebulas de molinillo, descubierto por nuestro colega y coautor Peter Tuthill. Para nuestra sorpresa, no lo hizo.
Rivales iguales
La nueva imagen fue tomada usando Cámara infrarroja de JWSTcomo el cámaras térmicas utilizado por cazadores o militares. Representa material caliente como azul y material más frío en verde a rojo.
Resulta que Apep no es solo una poderosa estrella que crece a un compañero más débil, sino también dos Wolf-Rayet Stars. Los rivales tienen vientos de resistencia casi igual, y el polvo se extiende en una muy amplia cono y envuelto en forma de viento.
Cuando nosotros Originalmente descrito APEP en 2018notamos una tercera estrella más lejana, especulando si también era parte del sistema o un intercambio de posibilidades a lo largo de la línea de visión.
El polvo parecía moverse mucho más lento que los vientos, lo cual era difícil de explicar. Sugerimos que el polvo podría llevarse a un viento lento y grueso del ecuador de una estrella de giro rápido, raro hoy pero común en el universo temprano.
Los nuevos datos mucho más detallados de JWST revelan tres conchas de polvo más que se alejan más, cada uno más frío y más débil que el anterior y espaciado perfectamente, en un fondo de polvo arremolinado.
Nuevos datos, nuevos conocimientos
Los datos de JWST ahora se publican e interpretan en un par de artículos, uno Dirigido por el astrónomo de Caltech Yinuo Hany el otro por Estudiante de maestría de la Universidad de Macquarie Ryan White.
Papel de Han revela cómo el polvo de la nebulosa se enfría, une el polvo de fondo con las estrellas en primer plano y sugiere que las estrellas están más lejos de la tierra de lo que pensábamos. Esto implica que son extraordinariamente brillantes, pero debilita nuestro reclamo original sobre los vientos lentos y la rotación rápida.
En Papel blancodesarrolla un modelo de computadora rápido para la forma de la nebulosa, y usa esto para decodificar la órbita de las estrellas internas muy precisamente.
También se dio cuenta de que hay una “mordida” sacada de las conchas de polvo, exactamente donde el viento de la tercera estrella estaría masticando. Esto demuestra que la familia APEP no es solo un par de gemelos, tienen un tercer hermano.
Comprender sistemas como APEP nos cuenta más sobre las muertes por estrellas y los orígenes del polvo de carbono, pero estos sistemas También tiene una belleza fascinante que surge de su geometría aparentemente simple.
La violencia de la muerte estelar escala rompecabezas que tendrían sentido para Newton y Arquímedes, y es una alegría científica resolverlos y compartirlos.
Benjamin PopeProfesor Asociado, Escuela de Ciencias Matemáticas y Físicas, Universidad de Macquarie
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