Una extraña estrella desconcierta a los seguidores de los misterios ¿Es una megaestructura alienígena? La ciencia lo explica.

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Una extraña imagen de la estrella distante WR140 rodeada de ondas geométricas concéntricas capturada por el Telescopio Espacial James Webb (JWST) en julio ha dejado perplejos a los astrónomos de todo el mundo, incluso provocando especulaciones frenéticas en Internet de que podría ser evidencia de una megaestructura extraterrestre de años luz de diámetro. .

La imagen desconcertante fue capturada poco después de que JWST comenzara las operaciones científicas y publicara su primer lote completo de imágenes. Rápidamente provocó un acalorado debate en Internet, y algunos especularon que las enormes ondas fueron causadas por extraterrestres. La imagen fue descrita como “loca” por Mark McCaughrean, asesor principal de ciencia y exploración de la Agencia Espacial Europea y miembro del Grupo de Trabajo Científico del Telescopio Espacial James Webb.

Imagen JWST vs modelo de WR140. Crédito: Imagen izquierda: NASA/ESA/CSA/STScI/JPL-Caltech. Imagen derecha: Yinuo Han/Peter Tuthill/Ryan Lau

Sin embargo, dos astrónomos australianos explican en dos artículos complementarios publicados recientemente en Nature y Nature Astronomy que los 17 anillos concéntricos que se ven girando alrededor de la estrella son en realidad una serie de gigantescas capas de polvo creadas por la interacción cíclica de un par de estrellas calientes, una de las cuales es un Wolf-Rayet moribundo, encerrados juntos en una órbita cerrada.

“Como un reloj, WR140 infla un anillo de humo esculpido cada ocho años, que luego se infla en el viento estelar como un globo”, dijo el profesor Peter Tuthill del Instituto de Astronomía de Sydney en la Universidad de Sydney , coautor de ambos. documentos. “Ocho años después, cuando el binario vuelve a su órbita, aparece otro anillo, igual que el anterior, saliendo al espacio dentro de la burbuja del anterior, como un juego de gigantescas muñecas rusas anidadas”.

El par WR140 está formado por una enorme estrella Wolf-Rayet y una estrella supergigante azul aún más masiva que están unidas gravitacionalmente en una órbita de ocho años. Si bien todas las estrellas producen vientos estelares, los producidos por las estrellas Wolf-Rayet son más parecidos a un huracán estelar. Los elementos en el viento, como el carbono, se condensan en forma de hollín, que se mantiene lo suficientemente caliente como para brillar intensamente en el infrarrojo. Las nubes de polvo, como el humo atrapado por el viento, proporcionan algo para que los telescopios observen mientras siguen el flujo.

Debido a que las dos estrellas están en órbitas elípticas en lugar de circulares, la producción de polvo se activa y desactiva a medida que el compañero binario de WR140 se acerca y luego se aleja del punto de mayor aproximación. Sobre la base de los datos recopilados con otros telescopios desde 2006, el profesor Tuthill y su ex alumno Yinuo Han, ahora en el Instituto de Astronomía de la Universidad de Cambridge, crearon un modelo tridimensional de la geometría de la columna de polvo.

Ese modelo, creado para el artículo de Nature del que Han es el autor principal, resultó explicar perfectamente los extraños resultados obtenidos por el JWST en julio. Gracias a esta y otras contribuciones, tanto Han como el profesor Tuthill también se convirtieron en coautores del artículo de Nature Astronomy con los nuevos datos de Webb.

Además, en su artículo de Nature, Han y el profesor Tuthill mostraron, por primera vez, evidencia directa de la intensa luz estelar que se dirige a la materia y la acelera, después de rastrear columnas titánicas de polvo generadas por las interacciones violentas entre dos estrellas colosales durante 16 años.

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Se sabe que la luz de las estrellas lleva impulso, ejerciendo un empuje sobre la materia conocido como ‘presión de radiación’. Los astrónomos a menudo ven las consecuencias de esto en forma de materia que se desliza a gran velocidad alrededor del cosmos, pero nunca han captado el proceso en el acto. Rara vez se observa la observación directa de la aceleración debida a fuerzas distintas de la gravedad, y nunca en un entorno estelar como este.

“Es difícil ver la luz de las estrellas provocando una aceleración porque la fuerza se desvanece con la distancia y otras fuerzas toman el control rápidamente”, dijo Han. “Para presenciar la aceleración al nivel en que se vuelve medible, el material debe estar razonablemente cerca de la estrella o la fuente de la presión de radiación debe ser más fuerte. WR140 es una estrella binaria cuyo feroz campo de radiación potencia estos efectos, colocándolos al alcance de nuestros datos de alta precisión”.

Usando tecnología de imágenes conocida como interferometría, que pudo actuar como una lente de zoom para el espejo de 10 metros del telescopio Keck en Hawai, los australianos pudieron recuperar imágenes suficientemente nítidas de WR140 para el estudio.

Descubrieron que el polvo no sale de la estrella con el viento formando una bola nebulosa, como se había pensado. En cambio, el polvo se condensa junto a donde chocan los vientos de las dos estrellas, en la superficie de un frente de choque en forma de cono entre ellas. Debido a que la estrella binaria en órbita está en constante movimiento, el frente de choque también gira. El penacho de hollín se envuelve en una espiral, de la misma manera que las gotas forman una espiral en un aspersor de jardín.

“En ausencia de fuerzas externas, cada espiral de polvo debería expandirse a una velocidad constante”, dijo Han. “Al principio estábamos desconcertados porque no podíamos hacer que nuestro modelo se ajustara a las observaciones hasta que finalmente nos dimos cuenta de que estábamos viendo algo nuevo. Los datos no encajaban porque la velocidad de expansión no era constante, sino que se aceleraba. Captamos eso por primera vez en cámara”.

Una vez que agregaron la aceleración del polvo por la luz de las estrellas en su modelo tridimensional del binario WR140, explicaron perfectamente sus datos de observación. Y también terminó explicando los extraños anillos concéntricos que luego se vieron con JWST.

“En cierto sentido, siempre supimos que esta debía ser la razón de la salida, pero nunca soñé que seríamos capaces de ver la física en funcionamiento de esta manera”, dijo el profesor Tuthill. “Cuando miro los datos ahora, veo el penacho de WR140 desplegando una especie de vela gigante hecha de polvo. Cuando atrapa el viento fotónico que fluye desde la estrella, como un yate que atrapa una ráfaga, da un salto repentino hacia adelante”.

Con JWST ahora en funcionamiento, los investigadores podrán aprender mucho más sobre WR140 y sistemas similares. “El telescopio Webb ofrece nuevos extremos de estabilidad y sensibilidad”, dijo el Dr. Ryan Lau, astrónomo asistente del Laboratorio Nacional de Investigación de Astronomía Óptica e Infrarroja de EE. UU. y autor principal del estudio JWST publicado en Nature Astronomy. “Ahora podremos hacer observaciones como esta mucho más fácilmente que desde el suelo, abriendo una nueva ventana al mundo de la física de Wolf-Rayet”.

 

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