Телескоп Джеймс Уэбб изучил удивительную двойную звезду

Космический телескоп Джеймс Уэбб изучил удивительную звезду. Рассматриваемый им объект — звезда, удаленная от нас примерно на 5600 световых лет, и Джеймс Уэбб уловил необычайную деталь: звезда окружена чем-то вроде концентрических световых колец, исходящих наружу.

В то время как характерные дифракционные всплески Уэбба не являются «настоящими», эти концентрические кольца реальны, и для них есть увлекательное объяснение.

Звезда на самом деле представляет собой двойную систему редких звезд в созвездии Лебедя, и их взаимодействия вызывают точные периодические выбросы пыли, которые со временем расширяются в виде оболочек в пространство вокруг пары звезд.

Эти пылевые оболочки светятся в инфракрасном диапазоне, что позволило такому чувствительному инструменту, как MIRI, разглядеть их в деталях.

Звезда представляет собой то, что известно как сталкивающаяся двойная система, состоящая из чрезвычайно редкой звезды Вольфа-Райе, называемой WR 140, и горячей массивной звезды-компаньона O-типа — еще одного редкого объекта.

Звезды Вольфа-Райе очень горячие, очень яркие и очень старые; в конце их жизни на главной последовательности. Они значительно обеднены водородом, богаты азотом или углеродом и очень быстро теряют массу.

Звезды O-типа являются одними из самых массивных известных звезд, а также очень горячими и яркими; поскольку они такие массивные, их продолжительность жизни невероятно коротка.

Обе звезды в системе WR 140 имеют быстрые звездные ветры, дующие в космос со скоростью около 3000 километров в секунду. Поэтому обе теряют массу с довольно большой скоростью.

Что интересно, так это их орбита, которая является эллиптической. Это означает, что звезды описывают не аккуратные круги друг вокруг друга, а овалы с точкой, в которой они находятся дальше всего друг от друга (апоастр или апоцентр), и точкой, в которой они ближе всего друг к другу (периастр или перицентр).

Когда две звезды входят в периастр — расстояние примерно на треть больше, чем расстояние между Землей и Солнцем, — они становятся достаточно близко, чтобы их мощные ветры столкнулись.

Это вызывает удары в материале вокруг звезд, ускоряя частицы и генерируя энергетическое излучение, такое как рентгеновские лучи. Встречные ветры также вызывают эпизоды образования пыли, поскольку вещество во встречном звездном ветре остывает.

Этот процесс можно увидеть на анимации ниже.

Пыль представляет собой форму углерода, которая поглощает ультрафиолетовый свет от двух звезд. Это нагревает пыль, заставляя ее повторно излучать тепловое излучение, что и наблюдается Уэббом в инфракрасном диапазоне длин волн.

Затем пыль выдувается наружу звездным ветром, что приводит к расширению частичных пылевых оболочек. Они расширяются и охлаждаются, когда их выдувает наружу, теряя тепло и плотность.

То, что вы видите на изображении Уэбба, немного похоже на серию пузырей; край каждой пылевой оболочки более заметен, потому что вы смотрите на более плотную концентрацию материала из-за перспективы.

Поскольку период обращения двойной звезды составляет 7,94 года, столкновения с ветром и образование пыли происходят каждые 7,94 года. Это означает, что вы можете сосчитать кольца туманности вокруг двойной системы, как годичные кольца деревьев, чтобы определить возраст самой внешней видимой пылевой оболочки.

Видно около 20 колец, а это значит, что на изображении Уэбба можно увидеть пылевые оболочки возрастом около 160 лет. Последний периастр WR 140 наблюдался в 2016 году.

Наблюдение за WR 140 было запрошено группой под руководством астрофизика Райана Лау из Института космических  наук Японского агентства аэрокосмических исследований.

Они готовят отчет о наблюдениях, так что вполне возможно, скоро мы узнаем что-то новое об этой замечательной двойной звезде.