Das Webb-Teleskop beobachtet, wie rotierende Sterne Staubringe erzeugen

Melden Sie sich für den Wonder Theory-Newsletter von CNN an. Erkunden Sie das Universum mit Neuigkeiten über erstaunliche Entdeckungen, wissenschaftliche Fortschritte und mehr.

CNN
–

Ein neues Bild, das vom James-Webb-Weltraumteleskop aufgenommen wurde, zeigt Ringe aus Staubfahnen, die durch heftige Wechselwirkungen zwischen zwei Sternen entstanden sind.

Das Bild ist Teil einer neuen Forschung, die zeigt, wie intensives Sternenlicht Materie in den Weltraum treiben kann, indem es sich auf ein Doppelsternsystem konzentriert, das 5.000 Lichtjahre von der Erde entfernt im Sternbild Cygnus liegt.

Das Sternensystem mit der Bezeichnung WR140 umfasst den Wolf-Rayet-Stern und einen blauen Riesenstern, die sich gegenseitig in einer Umlaufbahn umkreisen, deren Fertigstellung acht Jahre dauert. Der blaue Riese ist ein O-Typ-Stern, einer der massereichsten bekannten Sterntypen. Nur einige massereiche Sterne entwickeln sich zu Wolf-Right, wenn sie sich dem Ende ihres Lebenszyklus nähern. Diese Phase dauert einige hunderttausend Jahre.

Astronomen beobachten das Doppelsternsystem seit zwei Jahrzehnten mit dem WM-Keck-Observatorium auf Hawaii.

Alle acht Jahre, wenn sich die Sterne einander nähern, setzen sie Staubwolken frei, die sich tausendfach über die Entfernung zwischen Erde und Sonne erstrecken. In ihrer in der Zeitschrift veröffentlichten Studie bemerkten die Forscher die Säulen, um zu messen, wie Sternenlicht Materie beeinflusst Natur temperieren Mittwoch.

Licht kann auf Materie eine Art von Impuls ausüben, der als Strahlungsdruck bezeichnet wird, aber im Weltraum ist es schwierig, ihn zu bestimmen.

„Es ist schwer zu sehen, dass Sternenlicht Beschleunigung verursacht, weil die Kraft mit der Entfernung nachlässt und andere Kräfte schnell übernehmen“, sagte der Erstautor der Studie, Yinuo Han, Doktorand am Institut für Astronomie der Universität Cambridge in Großbritannien, in einer Erklärung .

„Damit wir eine messbare Beschleunigung erfahren, müsste das Material dem Stern angemessen nahe sein oder die Quelle des Strahlungsdrucks stärker sein. WR140 ist ein Doppelstern, dessen wildes Strahlungsfeld diese Effekte auflädt und bringt sie in Reichweite unserer hochauflösenden Daten.“

Alle Sterne erzeugen ihre eigenen Sternwinde oder Gasströme, die in den Weltraum schießen, aber massive Wolf-Rayet-Sterne können Winde in etwas Ähnliches wie einen Sternzyklon peitschen. Wolf-Right-Sterne verflüchtigen später in ihrem Lebenszyklus erfolgreich ihre Wasserstoffschicht. Wasserstoff allein kann keinen Staub bilden, aber andere Elemente im Kern des Sterns, wie etwa Kohlenstoff, können dies.

Kohlenstoff kondensiert in schnell rotierenden Winden zu Ruß, der in Infrarotlicht leuchtet, das für das menschliche Auge unsichtbar ist. Aber Teleskope können dieses warme, leuchtende Licht erkennen.

Die Beobachtungen des Teams zeigten, dass sich Staubfahnen dort bilden, wo Sternwinde von beiden Riesensternen kollidieren, wodurch eine kegelförmige Schockfront zwischen den Sternen entsteht.

Wenn die Sterne auf ihrer elliptischen Umlaufbahn vorbeiziehen, bewegt sich auch die Schockfront, wodurch die Wolke aus rauchähnlichem Staub wirbelt. Wenn die Sterne eine kreisförmige Umlaufbahn hätten, würden sie ein Windradmuster bilden. Stattdessen verursacht die elliptische Umlaufbahn Verzögerungen bei der Stauberzeugung, wodurch Staubwolken Ringen oder Muscheln ähneln.

Das Endergebnis ähnelt einem asymmetrischen Bullauge oder etwas, das einem Spinnennetz ähnelt.

Das Webb-Teleskop konnte viel tiefer in das Doppelsternsystem eintauchen als terrestrische Teleskope und beobachtete ungefähr 20 Säulen aus beschleunigtem Staub, die ineinander verschachtelt waren. die Zeitschrift natürliche Astronomie Die Ergebnisse der Webüberwachung wurden am Mittwoch veröffentlicht.

Der Co-Autor der Studie, Peter Tuthill, Professor an der School of Physics der University of Sydney, sagte in einer Erklärung.

„Acht Jahre später, als das Duo in den Orbit zurückkehrt, erscheint das andere wie zuvor und fließt innerhalb der ehemaligen Blasenblase in den Weltraum, wie eine Gruppe riesiger ineinandergreifender russischer Puppen.“

Die erwartete Produktion einer Staubfahne alle acht Jahre in einem Sternensystem bot den Forschern ein ideales Ziel, um die Expansionsrate jedes Staubwirbels zu untersuchen. Anstelle einer konstanten Geschwindigkeitssteigerung werden sie beim Beschleunigen beobachtet.

„Auf der einen Seite haben wir immer gewusst, dass dies die Ursache für den Abfluss sein muss, aber ich hätte nie gedacht, dass wir sehen könnten, dass die Physik so funktioniert“, sagte Tuthill. „Wenn ich mir jetzt die Daten anschaue, sehe ich die Wolke von WR140, die wie ein riesiges Segel aus Staub rollt. Wenn sie einen Photonenwind einfängt, der vom Stern kommt, macht sie einen plötzlichen Sprung nach vorne, wie eine Yacht einen Sturm erwischt.“

Laut den Autoren der Studie wird Webbs Empfindlichkeit es Astronomen ermöglichen, in Zukunft mehr Beobachtungen von Wolf-Rayet-Sternen und interessanter Physik durchzuführen.