Webb ziet vier spiraalvormige stofschillen rond Apep
De Webb Space Telescope heeft een primeur: een scherpe mid-infraroodopname van een systeem van vier kronkelende spiralen van stof, waarvan de ene zich in precies hetzelfde patroon voorbij de andere uitbreidt. (De vierde is bijna transparant, aan de randen van de Webb-opname).
Waarnemingen vóór Webb ontdekten slechts één schil en hoewel het bestaan van buitenste schillen werd verondersteld, konden zoekacties met telescopen op Aarde er geen vinden. deze schillen werden de afgelopen 700 jaar uitgezonden door twee oude Wolf-Rayet-sterren in een systeem dat bekend staat als Apep, een verwijzing naar de Egyptische god van de chaos.
Webbs opname, gecombineerd met gegevens van meerdere jaren van de Very Large Telescope van de ESO bracht in kaart hoe vaak het paar langs elkaar heen beweegt: eens in de 190 jaar. Tijdens elke ongelooflijk lange omloopbaan passeren ze elkaar 25 jaar lang dicht en vormen ze stof.
Webb bevestigde ook dat er in dit systeem drie sterren zijn die door zwaartekracht aan elkaar zijn gebonden. Het stof dat door de twee Wolf-Rayet-sterren wordt uitgestoten wordt “doorgesneden” door een derde ster, een enorme superreus, die vanuit zijn wijdere baan gaten in elke uitdijende stofwolk kerft. (Alle drie de sterren worden in Webbs afbeelding weergegeven als één helder lichtpuntje.)
Astronomen ontdekken nieuwe details over Apep
“Het bekijken van Webbs nieuwe waarnemingen was alsof je een donkere kamer binnenliep en het licht aandeed – alles kwam in beeld”, aldus Yinuo Jam, hoofdauteur van een nieuw artikel gepubliceerd in de Astrophysical Journal en postdoctoraal onderzoeker aan Caltech in Pasadena, Californië. “Overal in Webbs beeld is stof te zien en de telescoop laat zen dat het meeste ervan is afgestoten in repetitieve, voorspelbare structuren.”
Hans artikel valt samen met de publicatie van een ander artikel in de Astrophysical Journal door Ryan White, promovendus aan de Macquarie University in Sydney, Australië.
Han, White en hun coauteurs hebben de baan van de Wolf-Rayet-sterren verfijnd door nauwkeurige metingen van de ringlocatie uit Webb afbeeldingen te combineren met de snelheid van de expansie van de schillen, verkregen uit waarnemingen die de VLT gedurende acht jaar heeft gedaan.
“Dit is een uniek systeem met een ongelooflijk zeldzame omlooptijd”, aldus White. De op één na langste baan voor een stoffige Wolf-Rayet-dubbelster ins ongeveer 30 jaar. De meeste hebben een omlooptijd tussen de twee en tien jaar.
Hoe de sterren stof creëren en vormen
Wanneer de twee Wolf-Rayet-sterren elkaar naderen en passeren, botsen hun sterke sterrenwinden en vermengen zich, waardoor er gedurende een kwart eeuw enorme hoeveelheden koolstofrijk stof ontstaan en uitgestoten worden. In vergelijkbare systemen wordt stof in slechts enkele maanden uitgestoten, zoals de schil van in Wolf-Rayet 140.
De stof producerende Wolf-Rayet-sterren in Apep bevinden zich niet bepaald op een rustige reis. Ze schieten door de ruimte en stoten stof uit met een snelheid van 1900 tot 3200 kilometer per seconde
Dat stof is ook erg dicht. De specifieke samenstelling van het stof is een andere reden waarom Webb zoveel meer kon waarnemen: het bestaat grotendeels uit amorf koolstof. “Koolstofdeeltjes behouden een hogere temperatuur, zelfs als ze ver weg van de ster afdrijven”, aldus Han. Hoewel deze uitzonderlijk kleine stofdeeltjes in de ruimte als warm worden beschouwd is het licht dat ze uitstralen ook extreem zwak. Daarom kan het vanuit de ruimte alleen worden waargenomen door het Mid-Infrarood Instrument (MIRI) van de Webb.
De dramatische invloed van de derde ster
Om de gaten te vinden die de derde ster als een mes door het stof heeft gesneden, zoek je het centrale lichtpunt en teken je een V-vorm van ongeveer 10 uur tot 2 uur. “De holte bevindt zich min of meer op dezelfde plek in elke schil en ziet eruit als een trechter”, zei White.
“Ik was geschokt toen ik de bijgewerkte berekeningen in onze simulaties zag gebeuren:, zei hij. “Webb gaf ons de “smoking gun” o te bewijzen dat de derde ster gravitationeel gebonden is aan dit systeem.” Onderzoekers wisten al van het bestaan van de derde ster sinds de VLT in 2018 de helderste binnenste schil en de sterren observeerde, maar Webbs waarnemingen leidden tot een bijgewerkt geometrisch model, waarmee het verband werd bevestigd (Bekijk het systeem in 3D door onderstaande visualisatie te bekijken.)
Deze wetenschappelijke visualisatie modelleert hoe drie van de vier stofschillen die door twee Wolf-Rayet-sterren in het Apep-systeem worden uitgezonden er in 3D uitzien, gebaseerd op mid-infraroodwaarnemingen van de Webb Space Telescope. Credit afbeelding: NASA, ESA, CSA, STScI; Simulatie: Yinuo Han (Caltech), Ryan White (Macquarie University); Credit Visualisatie: Christian Nieves (STScI); Beeldbewerking: Alyssa Pagan (STScI)
“We hebben samen met Webb verschillende mysteries opgelost”, zei Han. “Het resterende mysterie is de precieze afstand van de sterren tot de Aarde, waarvoor toekomstige waarnemingen nodig zijn.”
De toekomst van Apep’s zeldzame sterren
De twee Wolf-Rayet-sterren waren aanvankelijk zwaarder dan hun superreus, maar hebben het grootste deel van hun massa verloren. Het is waarschijnlijk dat beide Wolf-Rayet-sterren 10 tot 20 keer zo zwaar zijn als de Zon end at de superreus 40 of 50 keer zo zwaar is als de Zon.
Uiteindelijk zullen de Wolf-Rayet-sterren exploderen als supernovae en hun inhoud snel de ruimte in slingeren. Beide kunnen ook een gammaflits uitzenden, een van de krachtigste gebeurtenissen in het heelal, voordat ze mogelijk een zwart gat worden.
Wolf-Rayet-sterren zijn ongelooflijk zeldzaam in het heelal. Naar schatting bestaan er slechts duizend in ons Melkwegstelsel, dat in totaal honderden miljarden sterren bevat. Van de paar honderd Wolf-Rayet-dubbelsterren die tot nu toe zijn waargenomen, is Apep het enige voorbeeld met twee Wolf-Rayet-sterren van dit type in ons sterrenstelsel. De meeste hebben er maar één.
Artikelen:
- Yinuo Han et al, The Formation and Evolution of Dust in the Colliding-wind Binary Apep Revealed by JWST, The Astrophysical Journal (2025). DOI: 10.3847/1538-4357/ae12e5
- Ryan M. T. White et al, The Serpent Eating Its Own Tail: Dust Destruction in the Apep Colliding Wind Nebula, The Astrophysical Journal (2025). DOI: 10.3847/1538-4357/adfbe1
Eerste publicatie: 20 november 2025
Bron: NASA, phys.org & anderen
