Na nowym zdjęciu wykonanym przez należący do NASA Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba (JWST) zagnieżdżona seria pyłowych spiral wiruje wokół potężnego układu potrójnego gwiazd zawierającego dwie najrzadsze gwiazdy w galaktyce.
System potrójny nazywany jest Apep, na cześć egipskiego boga chaosu i kosmicznego chaosu. Jest wystawiony w dramatyczny sposób JWSTnowe zdjęcie wykonane w średniej podczerwieni, na którym obiekt wygląda jak ogromny kosmiczny embrion. Dwa z gwiazdy w Apep są Gwiazdy Wolfa-Rayetaktóre są masywnymi i niezwykle gorącymi gwiazdami, których życie graniczy z niestabilnością i są potężne wiatry gwiazdowe niosąc ze sobą ogromne grudki materiału, odsłaniając wnętrze bogate w hel, azot i węgiel. W naszym gwiazdozbiorze znanych jest tylko około 1000 gwiazd Wolfa-Rayeta Galaktyka Drogi Mlecznejwśród ponad 100 miliardów innych gwiazd.
Materia usunięta przez wiatry – nie wiatry, jakie znamy na Ziemi, ale strumienie naładowanych cząstek – tworzy mgławicę, a gdy gwiazda Wolfa-Rayeta istnieje w dwójkowy z inną gwiazdą, oddziaływania grawitacyjne między nimi mogą ukształtować kształt tej mgławicy. Jednakże, o ile wiemy, Apep jest wyjątkowy, ponieważ zawiera dwie gwiazdy Wolfa-Rayeta krążące wokół siebie na orbicie trwającej 190 lat. Przy największym podejściu ich wiatry gwiazdowe zderzają się, wytwarzając gęsty, bogaty w węgiel pył, który za każdym razem przez 25 lat tworzy spiralny kształt. Każda spirala rozpoczyna następnie podróż polegającą na rozszerzaniu się na zewnątrz.
„To jedyny w swoim rodzaju system z niezwykle rzadkim okresem orbitalnym” – powiedział dr Ryan White. studentka na Uniwersytecie Macquarie w Sydney w Australii, w oświadczenie. „Następna najdłuższa orbita zakurzonego układu podwójnego Wolfa-Rayeta wynosi około 30 lat. Większość ma orbity od dwóch do 10 lat”.
Kiedy Apep został odkryty w świetle optycznym w 2018 roku przez Europejskie Obserwatorium Południowe Bardzo duży teleskop w Chile widoczna była tylko najjaśniejsza, najbardziej wewnętrzna spirala, ale podejrzewano, że istnieje ich więcej. Instrument średniej podczerwieni (MIRI) JWST uchwycił je teraz, zagnieżdżone jedna w drugiej i reprezentujące cztery bliskie podejścia do gwiazd na przestrzeni ostatnich 700 lat. Najbardziej zewnętrzna spirala jest najsłabsza i znajduje się na obrzeżach pola widzenia JWST.
„Patrzenie na nowe obserwacje Webba było jak wejście do ciemnego pokoju i włączenie światła – wszystko stało się widoczne” – powiedział Yinuo Han z California Institute of Technology w Pasadenie, który jest głównym autorem jednego artykułu opisującego obserwacje, a White jest głównym autorem drugiego. „Wszędzie na zdjęciu Webba widać pył, a teleskop pokazuje, że jego większość została odrzucona w postaci powtarzalnych, przewidywalnych struktur”.
W badaniu White’a udoskonalono orbity gwiazd Apep, łącząc dane z JWST z ośmioletnimi obserwacjami prowadzonymi przez Bardzo Duży Teleskop, które przedstawiały ekspansję najbardziej wewnętrznej pyłowej powłoki.
Co ciekawe, zdjęcia wskazują na obecność trzeciej gwiazdy, nawet masywniejszej niż dwie gwiazdy Wolfa-Rayeta. Zarówno na zdjęciach z Bardzo Dużego Teleskopu, jak i JWST, układ potrójny gwiazd jest nierozwiązany i wygląda jak pojedyncza gwiazda w odległości około 8000 m od Apep lata świetlnechociaż ich dokładna odległość pozostaje tajemnicą.
Podczas gdy gwiazdy Wolfa-Rayeta mają masy od 10 do 20 razy większe od naszych słonecznyich potrójnym towarzyszem jest a nadolbrzym od 40 do 50 razy więcej masywne jak słońce. Jej obecność ujawnia sposób, w jaki oddziałuje z wiatrami gwiazdowymi i pyłem z gwiazd Wolfa-Rayeta, pozostawiając wnękę w rozszerzających się, spiralnych powłokach. Lukę tę najlepiej widać na obrazie JWST pomiędzy godziną 10:00 a 2:00.
„Wnęka znajduje się mniej więcej w tym samym miejscu w każdej skorupie i wygląda jak lejek” – powiedział White.
Wszystkie trzy gwiazdy mają eksplodować jako a supernowadwie gwiazdy Wolfa-Rayeta prawdopodobnie rozkwitną jako rozbłyski gamma pozostawiając masę gwiazdową czarne dziury który będzie okrążany przez a gwiazda neutronowa pozostawiony po eksplozji masywniejszego nadolbrzyma.
Obydwa artykuły zostały opublikowane w środę (19 listopada) w The Astrophysical Journal, wraz z odnalezieniem artykułu Hana Tutaj i artykuł White’a Tutaj.
