JWST robi niesamowite zdjęcia pyłu napędzanego światłem: ScienceAlert

Dwie rzadkie gwiazdy krążące wokół siebie w dzikim, szerokim tango dały astronomom wyjątkową okazję do zbadania delikatnego światła padającego na ich zakurzone spódnice.

Podwójny obiekt nazwany WR 140 otoczony jest serią splecionych otoczek pyłu, które są powoli wypychane w kosmos, nie tylko przez podwójne wiatry gwiazdowe naładowanych cząstek, ale także przez poświatę promieniowania samych gwiazd.

Po raz pierwszy naukowcy byli w stanie bezpośrednio monitorować to ciśnienie promieniowania, wykorzystując obserwacje w podczerwieni z Obserwatorium Kecka do śledzenia gigantycznego pióropusza, gdy rozszerzał się on w kosmos w ciągu 16 lat.

To pomaga wyjaśnić, co widzimy w pliku ostatnie zdjęcie Z Kosmicznego Teleskopu Jamesa Webba (JWST), temat A drugi papierukazujący płonący układ podwójny pośród obfitości świecących muszelek pyłowych.

„Trudno dostrzec światło gwiazd powodujące przyspieszenie, ponieważ siła zanika wraz z odległością, a inne siły szybko przejmują kontrolę” Astronom Yinuo Han mówi z Uniwersytetu Cambridge.

„Aby doświadczyć przyspieszenia na poziomie, na którym staje się ono mierzalne, materiał musi znajdować się dość blisko gwiazdy lub źródło ciśnienia promieniowania musi być bardzo silne. WR 140 to gwiazda podwójna, której okrutne pole promieniowania ładuje te efekty, co stawia nasze wysokie -rozdzielczość danych w zasięgu ręki”.

Znajdujący się około 5600 lat świetlnych od nas, w konstelacji Łabędzia, WR 140 należy do rzadkości. Jest to tak zwany układ podwójny wiatru zderzającego, który składa się z niezwykle rzadkiej gwiazdy Wolfa-Rayeta i gigantycznej niebieskiej gwiazdy typu O – kolejnego rzadkiego obiektu.

tak jak mamy wyjaśnione wcześniej, Gwiazdy Wolfa Wrighta są zbyt gorące, zbyt jasne, zbyt stare i świecące pod koniec swojego wieku sekwencji głównej. Są bardzo zubożone w wodór, bogate w azot lub węgiel i tracą masę w bardzo szybkim tempie. Ta utracona masa jest również bogata w węgiel, który pochłania promieniowanie gwiazd i ponownie wysyła je jako światło podczerwone.

Z drugiej strony gwiazdy typu O należą do najbardziej masywnych znanych gwiazd, a także są niezwykle jasne i gorące; Ponieważ są tak ogromne, ich żywotność jest niewiarygodnie krótka i znikają po kilku milionach lat.

Obie gwiazdy w WR 140 są szybkie wiatr gwiezdny, wybucha w kosmosie z prędkością około 3000 kilometrów (1864 mil) na sekundę. Obaj tracą masę w bardzo złym tempie. Jest to właściwie całkiem normalne, ale gwiazdy obracają się wokół siebie w kształcie eliptycznym lub eliptycznym, co oznacza, że ​​nie obracają się równomiernie. Zbliżają się do siebie na bliskie sąsiedztwo (periastron), a następnie ponownie rozchodzą się na dużą odległość (apastron).

W regionie oceanicznym jego silne wiatry gwiazdowe zderzają się, powodując wstrząsy i gigantyczny obłok pyłu, który rozszerza się na zewnątrz, tworząc otoczkę pyłową. Gwiazdy krążą wokół siebie raz na 7,94 roku, co oznacza, że ​​każda nowa powłoka powstaje 7,94 lat po ostatniej. Ta przewidywalność oznacza, że ​​urządzenia takie jak WR 140 świetnie nadają się do badania produkcji pyłu i przyspieszenia.

Ale być może zauważyłeś, że muszle mają dziwny kształt, z jedną stroną rozciągającą się, co skutkuje tym, co opisano jako „kołnierz„Rys. To stanowi wyzwanie do interpretacji wyłącznie przez wiatry gwiazdowe.

„W przypadku braku sił zewnętrznych każda spirala pyłu musi rozszerzać się ze stałą prędkością” mówi Han.

„Na początku byliśmy zdumieni, ponieważ nie mogliśmy dopasować naszego modelu do obserwacji, aż w końcu zdaliśmy sobie sprawę, że widzimy coś nowego. Dane nie pasowały, ponieważ prędkość ekspansji nie była stała, tylko przyspieszała. po raz pierwszy przed kamerą”.

Ale jest inne wytłumaczenie: ciśnienie promieniowania. Promieniowanie elektromagnetyczne – światło – wywiera bardzo mały nacisk na to, co uderza, ze względu na przeniesienie pędu z fotonu na powierzchnię. Fotony są tak małe i bezmasowe, że nie wpłynie to na Twoje codzienne życie, ale gwiazdy emitują dużo silnego promieniowania. Bez filtracji i w próżni kosmicznej może faktycznie popychać materię. Na tym polega zasada technologia lekkiego żagla.

Kiedy zespół wprowadził ciśnienie promieniowania do swoich modeli WR 140, byli w stanie odtworzyć dziwny kształt pocisków puchnących wokół duetu.

„W pewnym sensie zawsze wiedzieliśmy, że to musi być przyczyną odpływu, ale nigdy nie marzyłem, że będziemy mogli zobaczyć, jak fizyka działa w ten sposób” Astrofizyk Peter Tuthill mówi: Z Uniwersytetu w Sydney w Australii.

„Kiedy teraz patrzę na dane, widzę pióropusz WR140 toczący się jak gigantyczny żagiel zrobiony z pyłu. Kiedy łapie foton wiatru płynącego z gwiazdy, tak jak jacht łapie burzę, robi nagły skok do przodu. „

Wszechświat naprawdę jest pełen cudów.

Badania zespołu zostały opublikowane w: charakter temperamentua drugi artykuł o notatkach JWST w formacie astronomia naturalna.