Uma nova imagem pelo telescópio espacial James Webb revela uma notável visão cósmica: pelo menos 17 anéis concêntricos de poeira emanando de um par de estrelas.
© STScI (duas estrelas em Wolf-Rayet 140)
Localizadas a pouco mais de 5.000 anos-luz da Terra, as estrelas são coletivamente conhecidas como Wolf-Rayet 140 (WR 140). Cada anel foi criado quando as duas estrelas se aproximaram e os seus ventos estelares (fluxos de gás que sopram para o espaço) se encontraram, comprimindo o gás e formando poeira.
As órbitas das estrelas aproximam-nas cerca de uma vez em cada oito anos; tal como o crescimento dos anéis num tronco de uma árvore, os anéis de poeira assinalam a passagem do tempo. Nota-se a produção de poeira neste sistema durante mais de um século. A imagem também ilustra o quão sensível é o telescópio espacial James Webb. Antes, só era possível ver dois anéis de poeira, utilizando telescópios terrestres. Agora vemos pelo menos 17 anéis.
Para além da sensibilidade geral do Webb, o seu instrumento MIRI (Mid-Infrared Instrument) está unicamente qualificado para estudar os anéis de poeira, ou conchas, porque são mais espessos e largos do que aparecem na imagem. Os instrumentos científicos do Webb detectam luz infravermelha, um comprimento de onda invisível ao olho humano. O MIRI detecta os comprimentos de onda infravermelhos mais longos, o que significa que pode frequentemente ver objetos mais frios, incluindo os anéis de poeira, do que os outros instrumentos do telescópio. O espectrômetro do MIRI também revelou a composição da poeira, formada principalmente a partir de material ejetado por um tipo de estrela conhecida como estrela Wolf-Rayet.
Uma estrela Wolf-Rayet é uma estrela de classe O, nascida com pelo menos 25 vezes mais massa do que o nosso Sol, que está perto do fim da sua vida, quando provavelmente irá colapsar e formar um buraco negro. Mais quente agora que durante a sua juventude, uma estrela Wolf-Rayet gera ventos poderosos que empurram enormes quantidades de gás para o espaço.
A estrela Wolf-Rayet neste par particular pode ter vertido mais de metade da sua massa original através deste processo. A transformação de gás em poeira é um pouco como transformar farinha em pão: requer condições e ingredientes específicos. O elemento mais comum encontrado nas estrelas, o hidrogênio, não pode formar poeira por si só. Mas dado que as estrelas Wolf-Rayet liberam tanta massa, também ejetam elementos mais complexos tipicamente encontrados no interior de uma estrela, incluindo carbono. Os elementos pesados, no vento, arrefecem enquanto viajam pelo espaço e são depois comprimidos onde os ventos de ambas as estrelas se encontram.
Alguns outros sistemas Wolf-Rayet formam poeira, mas nenhum é conhecido por fazer anéis como WR 140. O padrão único dos anéis forma-se porque a órbita da estrela Wolf-Rayet em WR 140 é alongada, não circular. Só quando as estrelas se aproximam - mais ou menos à mesma distância entre a Terra e o Sol - e os seus ventos colidem está o gás sob pressão suficiente para formar poeira. Com órbitas circulares, os binários Wolf-Rayet podem produzir poeira continuamente.
Os pesquisadores pensam que os ventos de WR 140 também varreram para longe a área circundante de material residual com o qual podiam colidir, o que pode ser a razão pela qual os anéis permanecem tão imaculados em vez de estarem manchados ou de se dispersarem. É provável que existam ainda mais anéis que se tenham tornado demasiado fracos e dispersos, que nem mesmo o Webb os consegue ver nos dados.
As estrelas Wolf-Rayet podem parecer exóticas em comparação com o nosso Sol, mas podem ter desempenhado um papel na formação estelar e planetária. Quando uma estrela Wolf-Rayet "limpa" uma área, o material varrido pode acumular-se na periferia e tornar-se denso o suficiente para a formação de novas estrelas. Há algumas evidências de que o Sol se formou num tal cenário.
Utilizando dados do modo de espectroscopia de resolução média do MIRI, o novo estudo fornece as melhores evidências, até agora, de que as estrelas Wolf-Rayet produzem moléculas de poeira ricas em carbono. Além disso, a preservação das conchas de poeira indica que esta poeira pode sobreviver no ambiente hostil entre estrelas, passando a fornecer material para futuras estrelas e planetas. Estimam-se que deveriam haver pelo menos alguns milhares de estrelas Wolf-Rayet na Via Láctea, mas apenas cerca de 600 foram encontradas até à data. Embora as estrelas Wolf-Rayet sejam raras na nossa Galáxia porque têm vida curta no que toca às estrelas, é possível que tenham produzido muita poeira ao longo da história da Via Láctea antes de explodirem e/ou formarem buracos negros.
Um artigo foi publicado na revista Nature Astronomy.
Fonte: ESA
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