טבעות קונצנטריות של אבק נוצרות סביב צמד הכוכבים הבינאריים בשם וולף-רייט 140. האבק נוצר כאשר רוחות הכוכבים מהכוכבים מתנפלות זו בזו מדי כמה שנים. (NASA/ESA/CSA/STScI/JPL-Caltech)
אבק קוסמי עשיר בפחמן מגיע ממקורות שונים ומתפשט לחלל, שם הוא הכרחי לחיים ולהיווצרות כוכבי לכת סלעיים כמו שלנו.
כאשר אסטרונומים מכוונים את הטלסקופים שלהם לעבר עצמים בשמים, הם נאלצים לעתים קרובות להתמודד עם האבק הקוסמי הזה שמטשטש את מטרותיהם ומבלבל את התצפיות שלהם.
אחת הסיבות לכך שה-JWST נבנה היא לראות דרך חלק מהאבק הזה עם ראיית האינפרא-אדום שלו ולפתוח תובנות חדשות לגבי תהליכים אסטרופיזיקליים. בעבודה חדשה הוטלה על ה-JWST המשימה להתבונן באבק עצמו.
הבינארי וולף-רייטWR 140נמצא במרחק של כ-5,000 שנות אור בקבוצת הכוכבים Cygnus. בשנת 2022 פרסמו חוקריםתוצאות באסטרונומיה של הטבעחושף פרטים על הכוכב הבינארי. התוצאות הראו כי רוחות הכוכבים משני הכוכבים מתנגשות בקביעות, ומייצרות טבעות של אבק עשיר בפחמן שמתרחבות החוצה מהכוכבים.
"בינאריות רוח מתנגשות מאסיביות המארחות כוכב וולף-ראיט (WR) מציגות מקור פוטנציאלי חשוב של אבק והעשרה כימית במדיום הבין-כוכבי", כתבו המחברים, וציינו כי ההרכב הכימי של האבק וכיצד הוא שורד עדיין לא מובן. .
"ה-Wolf-Rayet הבינארי העשיר בפחמן WR 140 מציג מעבדה אסטרופיזיקלית אידיאלית לחקירת שאלות אלה, בהתחשב בתקופת המסלול המוגדרת היטב ובאפיזודות הניתנות לחיזוי של היווצרות אבק כל 7.93 שנים סביב מעבר פריאסטרון", הסבירו המחברים במחקרם.
הסביבה ליד הכוכבים האלה כשהם קרובים זה לזה היא כאוטית, אפילו עוינת. הרוחות מהכוכבים שהתפתחו אלה עשירות מבחינה כימית, וכאשר הרוח החזקה יותר מכוכב ה-WR מתנגשת ברוח מה-כוכב OB, הגז נדחס, ואבק נוצר. מכיוון שהאבק מיוצר רק בפריאסטרון, האבק יוצר טבעות נפרדות.
"התנגשות רוח גלקטית WC (כוכבי וולף-רייט של רצף הפחמן) עם ערפיליות אבק בנות כוכביות ניתנות להסרה, לפיכך, מספקות מעבדות חשובות לחקר תהליך היווצרות אבק זה, שבהן תצפיות במהלך העשורים האחרונים הוכיחו כיצד מווסתת היווצרות אבק לפי המסלול של המערכת הבינארית", מסבירים מחברי המאמר משנת 2022.
צמד הכוכבים המאסיביים, אחד אוולף-רייטואחד anכוכב OB, מקיפים זה את זה ומגיעים לפריאסטרון כל 7.93 שנים. זה הזמן שבו רוחות הכוכבים החזקות משני הכוכבים מתנגשות. אסטרונומים חושבים שכוכבי וולף-ראיט שהתפתחו והרוחות המתנגשות שלהם עשויים להיות אחראים לכמה מגרגרי האבק הפחמיניים והחומר האורגני הראשונים ביקום.
ה-JWST צילם את התמונות המקוריות של 2022 כ-5.5 שנים לאחר הפריאסטרון האחרון ב-2016. כעת, כ-14 חודשים לאחר המבט הראשוני של ה-JWST ב-WR 140, טלסקופ החלל בחן מבט ארוך נוסף על הבינארי המקיים אינטראקציה ועל הטבעות הקונצנטריות שלו של פחמן מתרחב. -אבק עשיר. התמונות מראות עד כמה הטבעות התרחבו תוך פחות משנתיים.
"הטלסקופ אישר שקונכיות האבק האלה אמיתיות, והנתונים שלו גם הראו שקליפות האבק נעות כלפי חוץ במהירויות עקביות, וחושף שינויים נראים לעין לאורך פרקי זמן קצרים להפליא", אמרה אמה ליב, המחברת הראשית של המאמר החדש. דוקטורנט באוניברסיטת דנבר בקולורדו.
זה נדיר יחסית לראות עצמים אסטרונומיים מפגינים שינויים בטווחי זמן קצרים כמו זה. במשך 14 חודשים בלבד, כל שמונה שנים, מתנגשות רוחות הכוכבים ומייצרות את טבעות האבק העשירות בפחמן הנראות לעין. בעוד שידוע שקובצי WR מייצרים אבק עשיר בפחמן, רוב הזוגות אינם פעילים כל כך והפריאסטרונים שלהם רחוקים הרבה יותר מזה בזמן.
"אנחנו רגילים לחשוב על אירועים בחלל המתרחשים לאט, במשך מיליוני או מיליארדי שנים", הוסיפה ג'ניפר הופמן, מחברת שותפה ופרופסור באוניברסיטת דנוור. "במערכת הזו, המצפה מראה שקונכיות האבק מתרחבות משנה לשנה".
"לראות את התנועה בזמן אמת של הפגזים האלה בין התצפיות של ווב שצולמו רק בהפרש של 13 חודשים זה באמת מדהים", אמרה אוליביה ג'ונס, מחברת שותפה במרכז האסטרונומיה הטכנולוגית של בריטניה, אדינבורו. "התוצאות החדשות הללו נותנות לנו הצצה ראשונה לתפקיד הפוטנציאלי של קבצים בינאריים מסיביים כמו מפעלי אבק ביקום."
אסטרונומים הבחינו בכוכבי WC אחרים שמייצרים טבעות אבק. עם זאת, WR 140 עולה על כולם. "ההיקף של קונכיות סיבוביות מרוחקות אלה שהתגלו בסביבות WR 140 עולה על זה של כל מערכות WC יוצרות אבק אחרות בגורמים של 4 ומעלה", מסבירים מחברי המאמר משנת 2022.
הכוכבים הולכים בעקבות מסלולים רחבים ומוארכים, וכאשר הרוחות שלהם מתנגשות כל שמונה שנים, הם מייצרים אבק עשיר בפחמן למשך מספר חודשים. טבעות האבק החזקות של ה-JWST המצוידות ב-MIRI שראשונות יותר מ-130 שנה.
קונכיות עתיקות יותר מזה התפוגגו לחלל הבין-כוכבי ואינן קוהרנטיות ונראות עוד. ייתכן שחלק מהחומר הזה כבר נקלט בהיווצרות כוכבים.
הודות ל-MIRI, החוקרים למדו ש-WR 140 יפיק ככל הנראה עשרות אלפי קונכיות אבק במשך מאות אלפי שנים.
"תצפיות אמצע אינפרא אדום הן חיוניות לחלוטין עבור ניתוח זה, מכיוון שהאבק במערכת זו קריר למדי. תצפיות כמעט אינפרא אדום ותצפיות באור נראה רק יראו את הקונכיות הקרובות ביותר לכוכב", הסביר ריאן לאו, שותף ב- סופר ואסטרונום ב-NSF NOIRLab בטוסון, אריזונה.
לאו הוביל את המחקר הראשוני על מערכת זו בשנת 2022. "עם הפרטים החדשים והמדהימים האלה, הטלסקופ גם מאפשר לנו ללמוד בדיוק מתי הכוכבים יוצרים אבק - כמעט עד היום."
תמונות JWST אלה לא מציגות את זה, אבל לא כל האבק הוא בצורת טבעות. חלק ממנו נמצא בעננים גדולים יותר מכל מערכת השמש שלנו. חלק ממנו צף בחופשיות כחלקיקי אבק בודדים, כל אחד מהם רק מאה מרוחב שערה אנושית. בכל המקרים, האבק עשיר בפחמן ונע באותה מהירות.
הערכה אחת אומרת שהטבעות נמצאות במרחק של כ-1.4 טריליון ק"מ זה מזה. לשם השוואה, אם השמש שלנו הייתה יוצרת את הפגזים האלה, קליפה אחת הייתה בערך חמישה אחוזים מהמרחק לאלפא קנטאורי, שכנתנו הקרובה, לפני יצירת הקליפה הבאה.
בסופו של דבר, יצירת קליפות אבק עשירות בפחמן תיפסק. רוב כוכבי ה-WR מסיימים את חייהם כסופרנובות, וחלקם עלולים להתמוטט ישירות לתוך.
אבל זה בעתיד הרחוק. בעתיד הישיר של האנושות, WR 140 ימשיך לייצר את קונכיות האבק העשירות בפחמן, וה-JWST ימשיך לצפות במעבדה הטבעית הזו כדי לראות איך כל זה קורה.
מאמר זה פורסם במקור על ידיהיקום היום. קרא אתמאמר מקורי.
