Webb ziet koolstofrijke schillen rond Wolf-Rayet 140
Wolf-Rayet 140, ook bekend als HD 193793, is een systeem van twee enorme sterren die zich op een afstand van ongeveer 5000 lichtjaar in de richting van het sterrenbeeld Cygnus – Zwaan bevinden. Terwijl deze sterren langs elkaar heen slingeren botsen de sterrenwinden van elke ster tegen elkaar waarbij materiaal wordt gecomprimeerd en er koolstofrijk stof ontstaat. De nieuwe waarnemingen van de Webb Space Telescope tonen 17 stofschillen die schijnen in mid-infrarood licht en die met regelmatige tussenpozen uitdijen in de omringende ruimte.

Webb bevestigde dat de stofschillen van Wolf-Rayet 140 echt zijn en de gegevens lieten ook zien dat de stofschillen met constante snelheden naar buiten bewegen, wat zichtbare veranderingen in ongelooflijk korte tijdsperioden onthult, aldus Emma Lieb, doctoraalstudent aan de universiteit van Denver in Colorado en hoofdauteur van het artikel.
Elke schil racet met een snelheid van meer dan 2600 km/s, bijna 1% van de lichtsnelheid, weg van de sterren.
Volgens professor Jennifer Hoffman van de universiteit van Denver zijn astronomen gewend om te denken dat gebeurtenissen in de ruimte langzaam plaatsvinden, over miljoenen of miljarden jaren. In dit systeem laat Webb zien dat de stofschillen van het ene op het andere jaar uitdijen.
Volgens de onderzoekers is het werkelijk opmerkelijk om de real-time beweging van deze schillen te zien tussen Webb’s waarnemingen die slechts 13 maanden uit elkaar zijn genomen. Deze nieuwe resultaten geven astronomen een eerste glimp van de mogelijke rol van zulke enorme dubbelsterren als stoffabrieken in het heelal.
Als een klok genereren de winden van de sterren iedere acht jaar gedurende meerdere maanden, stof. Ze doen dit terwijl ze hun dichtste nadering maken tijdens een brede, langgerekte baan.
Webb laat ook zien waar de stofvorming stopt: kijk naar het donkere gebied linksboven in de afbeelding.
De mid-infraroodbeelden van de telescoop detecteerden schillen die al meer dan 130 jaar bestaan: oudere schillen zijn genoeg verdwenen dat ze nu te zwak zijn om te detecteren.
De astronomen speculeren dat de sterren uiteindelijk tienduizenden stofschillen zullen genereren over een periode van honderdduizenden jaren.
Mid-infraroodwaarnemingen zijn absoluut cruciaal voor deze analyse, aangezien het stof in dit systeem vrij koel is. Nabij-infrarood- en zichtbaarlichtwaarnemingen zouden alleen de schillen laten zien die het dichtste bij de ster staan.
Met deze ongelooflijke nieuwe details stelt de telescoop astronomen ook in staat om precies te bestuderen wanneer de sterren stof vormen: bijna op de dag nauwkeurig.
De verdeling van het stof is niet uniform. Hoewel deze verschillen niet duidelijk zijn ion de Webb-beelden, ontdekten de onderzoekers dat een deel van het stof zich heeft opgehoopt en amorfe, delicate wolken heeft gevormd die zo groot zijn als ons hele zonnestelsel.
Veel andere individuele stofdeeltjes zweven vrij rond. Elks tipje is zo klein als een honderdste van de breedte van een mensenhaar. Klonterig of niet, al het stof beweegt met dezelfde snelheid en is rijk aan koolstof.
Wat zal er gebeuren met deze sterren over miljoenen of miljarden jaren, nadat ze hun omgeving met stof hebben “besproeid”?
De Wolf-Rayet ster in dit systeem is 10 keer zo zwaar als de Zon en nadert het einde van zijn leven. In zijn laatste “act” zal deze ster ofwel exploderen als een supernova – mogelijk een deel of alle stofschillen wegblazend – of instorten tot een zwart gat, waardoor de stofschillen intact zouden blijven.
Hoewel niemand met enige zekerheid kan voorspellen wat er zal gebeuren hopen wetenschappers op het scenario van een zwart gat.
Een belangrijke vraag in de astronomie is waar al het stof in het heelal vandaan komt. Als koolstofrijk stof zoals dit overleeft, kan het astronomen helpen om die vraag te beantwoorden.
He tis bekend dat koolstof nodig is voor het ontstaan van rotsachtige planeten en zonnestelsels zoals het onze.
Het is voor astronomen spannend om een glimp op te vangen van hoe dubbelstersystemen niet alleen koolstofrijk stof maken maar het ook in onze galactische buurt voortstuwen.
De bevindingen zijn in de Astrophysical Journal Letters gepubliceerd.
Artikel: Emma P. Lieb et al. 2025. Dynamic Imprints of Colliding-wind Dust Formation from WR 140. ApJL 979, L3; doi: 10.3847/2041-8213/ad9aa9
Eerste publicatie: 16 januari 2025
Bron: sci-news