14 Ene Webb detecta polvo rico en carbono en Wolf-Rayet 140

El Telescopio Espacial James Webb han identificado dos estrellas responsables de producir polvo rico en carbono en Wolf-Rayet 140. Un sistema estelar a tan solo 5 mil años luz de distancia, en nuestra propia galaxia, la Vía Láctea.

En sistema Wolf-Rayet 140 está formado por dos estrellas masivas en órbitas alargadas. Al acercarse entre sí, sus vientos estelares colisionan, produciendo polvo rico en carbono.

Cada ocho años, durante unos meses, estas estrellas forman una nueva capa de polvo que se expande hacia el exterior. Este polvo podría terminar integrándose en las estrellas que se formen en otras partes de la galaxia.

Wolf-Rayet 140: fuente de polvo rico en carbono

Los astrónomos han intentado durante mucho tiempo rastrear cómo se distribuyen ampliamente por el Universo elementos como el carbono, esencial para la vida.

Ahora, el Telescopio James Webb ha analizado con mayor detalle una fuente activa de polvo rico en carbono en nuestra galaxia: Wolf-Rayet 140, un sistema de dos estrellas masivas que siguen una estrecha y alargada órbita.

Cuando las estrellas se aproximan (dentro del punto blanco central en las imágenes del Webb), sus vientos estelares colisionan, comprimiendo el material y formando polvo rico en carbono.

Las observaciones del Webb revelan 17 capas de polvo en el infrarrojo medio, expandiéndose a intervalos regulares hacia el espacio circundante, como puede apreciarse en las imágenes.

El Webb ha confirmado que estas capas de polvo son reales y sus datos también muestran que se mueven hacia el exterior a velocidades constantes, revelando cambios visibles en períodos de tiempo increíblemente cortos.

Fábricas de polvo

Cada capa se aleja de las estrellas a más de 2.600 kilómetros por segundo, casi un 1% de la velocidad de la luz.

Estamos acostumbrados a pensar que los eventos en el espacio ocurren lentamente, en millones o miles de millones de años. Sin embargo, en este Wolf-Rayet 140 las capas de polvo se expanden de un año al siguiente.

Es increíble que podamos ver el movimiento en tiempo real de estas capas en las imágenes del Webb, tomadas con solo 14 meses de diferencia. Estos nuevos resultados nos muestran el potencial de los sistemas binarios masivos como fábricas de polvo en el Universo.

De manera constante, los vientos estelares generan polvo durante varios meses cada ocho años, cuando las estrellas alcanzan su punto más cercano en su órbita alargada.

Webb también muestra dónde cesa la formación de polvo, visible en una región más oscura en la esquina superior izquierda de las imágenes.

Las imágenes del Webb en el infrarrojo medio muestran capas que han persistido durante más de 130 años (las más antiguas se han disipado tanto que ahora son demasiado débiles para detectarlas).

Los investigadores especulan que las estrellas generarán decenas de miles de capas de polvo a lo largo de cientos de miles de años.

Las observaciones en el infrarrojo medio son cruciales para este análisis, ya que el polvo en este sistema está relativamente frío y las observaciones en infrarrojo cercano y luz visible solo mostrarían las capas más cercanas a la estrella.

Una distribución no uniforme

Con estos nuevos y extraordinarios detalles, el Webb también nos permite estudiar exactamente cuándo las estrellas de Wolf-Rayet 140 forman polvo, casi al día. La distribución del polvo, sin embargo, no es uniforme.

Aunque estas diferencias no son evidentes en las imágenes del Webb, el equipo encontró que parte del polvo se ha acumulado, formando nubes amorfas y delicadas tan grandes como todo nuestro sistema solar.

Muchos otros granos de polvo flotan libremente, cada uno tan pequeño como una centésima del grosor de un cabello humano. Ya sea en nubes o en partículas sueltas, todo el polvo se mueve a la misma velocidad y es rico en carbono.

Wolf-Rayet 140: ¿Supernova o agujero negro?

¿Qué ocurrirá con estas estrellas dentro de millones o miles de millones de años, cuando terminen de esparcir polvo a su alrededor? La estrella tipo Wolf-Rayet en Wolf-Rayet 140 es 10 veces más masiva que el Sol y está cerca del final de su vida.

En su acto final, esta estrella podría explotar como una supernova, posiblemente dispersando algunas o todas las capas de polvo, o colapsar formando un agujero negro, lo que dejaría intactas las capas de polvo.

Aunque no se puede predecir con certeza lo que sucederá, los investigadores apuestan por el escenario del agujero negro para Wolf-Rayet 140.

Una pregunta importante en Astronomía es: ¿de dónde proviene todo el polvo del Universo? Si el polvo rico en carbono de este sistema sobrevive, podría ayudarnos a comenzar a responder esa pregunta.

Sabemos que el carbono es necesario para la formación de planetas rocosos y sistemas solares como el nuestro. Es emocionante ver cómo los sistemas estelares binarios no solo crean polvo rico en carbono, sino que también lo propulsan hacia nuestro vecindario galáctico.

Fuente: Webb watches carbon-rich dust shells form, expand in star system