JWST maakt ongelooflijke foto’s van stof aangedreven door licht: ScienceAlert

Twee zeldzame sterren die om elkaar cirkelen in een wilde, brede tango gaven astronomen een unieke kans om de zachte lichtflits op hun stoffige rokken te bestuderen.

Het binaire object genaamd WR 140 is omgeven door een reeks met elkaar verweven schillen van stof die langzaam de ruimte in worden geduwd, niet alleen door binaire stellaire winden van geladen deeltjes, maar ook door de gloed van straling van de sterren zelf.

Voor het eerst waren wetenschappers in staat om deze stralingsdruk direct te volgen, met behulp van infraroodwaarnemingen van het Keck Observatorium om een ​​gigantische pluim te volgen terwijl deze zich in de loop van 16 jaar in de ruimte uitbreidde.

Dit helpt uit te leggen wat we in een bestand zien laatste foto Van de James Webb Space Telescope (JWST), onderwerp A tweede papierdie het laaiende binaire systeem laat zien te midden van een overvloed aan gloeiende stofomhulsels.

“Het is moeilijk om sterlicht te zien dat versnelling veroorzaakt, omdat kracht afneemt met de afstand en andere krachten het snel overnemen,” Astronoom Yinuo Han zegt: van de Universiteit van Cambridge.

“Om versnelling te ervaren op het niveau waar het meetbaar wordt, moet het materiaal redelijk dicht bij de ster zijn of de bron van stralingsdruk moet erg sterk zijn. WR 140 is een dubbelster waarvan het woeste stralingsveld deze effecten oplaadt, waardoor onze hoge -resolutiegegevens binnen handbereik. “.

Op zo’n 5600 lichtjaar afstand in het sterrenbeeld Cygnus, is WR 140 zeldzaam onder de zeldzaamheden. Het is wat bekend staat als een botsende dubbelster van de wind, die bestaat uit een uiterst zeldzame Wolf-Rayet-ster en een gigantische blauwe ster van het O-type – nog een zeldzaam object.

zoals we hebben eerder uitgelegd, De sterren van Wolf Wright zijn te heet, te lichtgevend, te oud en schijnen weg aan het einde van hun hoofdreeksleeftijd. Ze zijn sterk verarmd aan waterstof, rijk aan stikstof of koolstof, en verliezen massa in een zeer hoog tempo. Deze verloren massa bevat ook veel koolstof, dat straling van de sterren absorbeert en opnieuw verzendt als infraroodlicht.

Aan de andere kant behoren O-type sterren tot de meest massieve sterren die we kennen, en ze zijn ook extreem helder en heet; Omdat ze zo groot zijn, is hun levensduur ongelooflijk kort en verdwijnen ze na een paar miljoen jaar.

Beide sterren in de WR 140 zijn snel stellaire wind, explodeert het in de ruimte met ongeveer 3.000 kilometer (1.864 mijl) per seconde. Beiden verliezen massa in een zeer boos tempo. Dit is eigenlijk heel normaal, maar de sterren draaien om elkaar heen in een elliptische of elliptische vorm, wat betekent dat ze niet gelijkmatig roteren. Ze trekken elkaar dicht bij elkaar (periastron) en divergeren dan weer op grote afstand (aastron).

In het oceanische gebied botsen zijn krachtige stellaire winden, wat schokken en een gigantische stofwolk veroorzaakt die naar buiten uitzet en een stofomhulsel vormt. De sterren draaien eens in de 7,94 jaar om elkaar heen, wat betekent dat elke nieuwe schil 7,94 jaar na de laatste ontstaat. Deze voorspelbaarheid betekent dat dingen zoals de WR 140 geweldig zijn voor het bestuderen van stofproductie en acceleratie.

Maar je hebt misschien gemerkt dat de schelpen een vreemde vorm hebben, met een zijde die zich uitstrekt, wat resulteert in wat is beschreven als “halsband“Fig. Dit vormt een uitdaging om alleen door stellaire winden te interpreteren.

“Als er geen externe krachten zijn, moet elke stofspiraal met een constante snelheid uitzetten”, zegt Han.

“In het begin waren we verbijsterd omdat we ons model niet konden aanpassen aan de waarnemingen, totdat we ons eindelijk realiseerden dat we iets nieuws zagen. De gegevens klopten niet omdat de uitdijingssnelheid niet constant was, het versnelde. het voor het eerst voor de camera.”

Maar er is een andere verklaring: stralingsdruk. Elektromagnetische straling – licht – oefent heel weinig druk uit op wat het ook raakt, vanwege de overdracht van momentum van het foton naar het oppervlak. Fotonen zijn zo klein en massaloos dat dit geen invloed heeft op je dagelijkse leven, maar sterren geven veel krachtige straling af. Zonder filtratie, en in het vacuüm van de ruimte, kan het zelfs materie duwen. Dit is het principe achter lichte zeiltechnologie.

Toen het team stralingsdruk in hun WR 140-modellen verwerkte, konden ze de vreemde vorm van de projectielen die rond het duo opzwellen, reproduceren.

“In zekere zin hebben we altijd geweten dat dit de oorzaak van de uitstroom moet zijn, maar ik had nooit gedroomd dat we de natuurkunde zo zouden kunnen zien werken,” Astrofysicus Peter Tuthill zegt: Van de Universiteit van Sydney, Australië.

“Als ik nu naar de gegevens kijk, zie ik de pluim van WR140 rollen als een gigantisch zeil gemaakt van stof. Wanneer het een foton van wind opvangt dat uit de ster stroomt, zoals een jacht een storm vangt, maakt het een plotselinge sprong voorwaarts. “

Het universum zit echt vol wonderen.

Het onderzoek van het team is gepubliceerd in de natuur temperenen het tweede artikel over JWST-aantekeningen in .-indeling natuurlijke astronomie.