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Osservato direttamente per la prima volta come l’intensa luce delle stelle possa spingere la materia, durante il monitoraggio di un gigantesco pennacchio di polvere generato dal interazioni violente tra due stelle massicce.
Osservato direttamente per la prima volta come l’intensa luce delle stelle possa spingere la materia, durante il monitoraggio di un gigantesco pennacchio di polvere generato dal interazioni violente tra due stelle massicce.
I risultati, ottenuti utilizzando immagini a infrarossi del sistema stellare binario WR140 riprese nell’arco di 16 anni, sono riportati sulla rivista Nature.
In uno studio complementare di WR140, pubblicato in Nature Astronomy, Il James Webb Space Telescope (JWST) della NASA è stato in grado di vedere molto più in profondità e scattare un’immagine non solo di un singolo pennacchio di polvere in accelerazione, ma di quasi 20 di essi, annidati l’uno dentro l’altro come un gigantesche pelli di cipolla.
WR140 è composto da un enorme stella Wolf-Rayet (astri almeno 20 volte il Sole, caldi e che emettono nell’ultravioletto) e una stella supergigante blu ancora più grande, legata gravitazionalmente in un’orbita di otto anni.
Questo sistema binario, nella costellazione del Cigno, è stato monitorato per due decenni con uno dei più grandi telescopi ottici del mondo presso l’Osservatorio Keck alle Hawaii.
WR140 gonfia periodicamente pennacchi di polvere che si estendono migliaia di volte la distanza dalla Terra al Sole. Questi pennacchi di polvere, prodotti ogni otto anni, offrono agli astronomi un’opportunità unica per osservare come la luce stellare può influenzare la materia.
È noto che la luce esercita una spinta sulla materia, nota come pressione di radiazione. L’osservazione diretta dell’accelerazione dovuta a forze diverse dalla gravità è raramente testimoniata, e mai in un ambiente stellare come questo.
Tutte le stelle generano venti stellari, ma quelle delle stelle Wolf-Rayet possono essere più simili a un uragano. Elementi come il carbonio nel vento si condensano come fuliggine, che rimane abbastanza calda da brillare luminosa nell’infrarosso. Come il fumo nel vento, questo dà ai telescopi qualcosa che può essere osservato.
Il team ha utilizzato una tecnologia di imaging nota come interferometria che è stata in grado di agire come un obiettivo zoom per lo specchio del telescopio Keck da 10 metri, consentendo ai ricercatori di recuperare immagini sufficientemente nitide di WR140 per lo studio.
Yinuo Han dell’Istituto di Astronomia di Cambridge, primo autore, e il suo team hanno scoperto che la polvere si forma dove i venti delle due stelle si scontrano, sulla superficie di un fronte d’urto a forma di cono tra di loro.
Poiché la stella binaria orbitante è in costante movimento, anche il fronte d’urto ruota. Il pennacchio fuligginoso viene avvolto in una spirale.
“Come un orologio, questo sistema stellare sbuffa anelli di fumo ogni otto anni”, ha detto il co-autore professor Peter Tuthill dell’Università di Sydney. “Otto anni dopo, ne appare un altro uguale a quello precedente, fluendo nello spazio all’interno della bolla del precedente, come un insieme di gigantesche matrioske nidificate”.
“In assenza di forze esterne, ogni spirale di polvere dovrebbe espandersi a velocità costante”, ha detto Yinuo Han dell’Istituto di Astronomia di Cambridge, primo autore. “All’inizio eravamo perplessi perché non riuscivamo a far sì che il nostro modello si adattasse alle osservazioni, fino a quando non ci siamo finalmente resi conto che stavamo vedendo qualcosa di nuovo. I dati non si adattavano perché la velocità di espansione non era costante, ma stava accelerando”.
Con JWST ora in funzione, i ricercatori possono imparare molto di più su WR140 e sistemi simili. “Il telescopio Webb offre nuovi estremi di stabilità e sensibilità”, ha affermato Ryan Lau, che ha guidato lo studio JWST. “Ora saremo in grado di fare osservazioni così molto più facilmente che da terra, aprendo una nuova finestra sul mondo della fisica Wolf-Rayet. ”
Crediti: Amanda Smith
