noviembre 26, 2022

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JWST toma fotos increíbles del polvo impulsado por la luz: ScienceAlert

JWST toma fotos increíbles del polvo impulsado por la luz: ScienceAlert

Dos estrellas raras que se orbitan entre sí en un tango ancho y salvaje dieron a los astrónomos una oportunidad única de estudiar el suave golpe de luz en sus faldas polvorientas.

El objeto binario llamado WR 140 está rodeado por una serie de capas de polvo entrelazadas que están siendo empujadas lentamente hacia el espacio, no solo por los vientos estelares binarios de partículas cargadas, sino también por el resplandor de la radiación de las estrellas mismas.

Por primera vez, los científicos pudieron monitorear directamente esta presión de radiación, utilizando observaciones infrarrojas del Observatorio Keck para rastrear una columna gigante a medida que se expandía hacia el espacio en el transcurso de 16 años.

Esto ayuda a explicar lo que vemos en un archivo. Última foto Del telescopio espacial James Webb (JWST), sujeto A segundo papelque muestra el sistema binario en llamas en medio de una gran cantidad de capas de polvo brillante.

«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». El astrónomo Yinuo Han. dice de la Universidad de Cambridge.

«Para experimentar la aceleración al nivel en el que se vuelve medible, el material debe estar razonablemente cerca de la estrella o la fuente de presión de radiación debe ser muy fuerte. WR 140 es una estrella binaria cuyo intenso campo de radiación carga estos efectos, poniendo nuestro alto resolución datos al alcance.”.

WR 140, en todo su esplendor infrarrojo. (NASA/JPL-Caltech)

Ubicado a unos 5.600 años luz de distancia en la constelación de Cygnus, WR 140 es raro entre las rarezas. Es lo que se conoce como un binario de viento en colisión, que consiste en una estrella Wolf-Rayet extremadamente rara y una estrella azul gigante de tipo O, otro objeto raro.

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como tenemos explicado anteriormente, Las estrellas de Wolf Wright son demasiado calientes, demasiado luminosas, demasiado viejas y brillan al final de su edad de secuencia principal. Están muy empobrecidos en hidrógeno, son ricos en nitrógeno o carbono y pierden masa a un ritmo muy elevado. Esta masa perdida también tiene un alto contenido de carbono, que absorbe la radiación de las estrellas y la reenvía como luz infrarroja.

Por otro lado, las estrellas de tipo O se encuentran entre las estrellas más masivas conocidas y también son extremadamente brillantes y calientes; Debido a que son tan grandes, su vida útil es increíblemente corta y desaparecen después de unos pocos millones de años.

Las dos estrellas de la WR 140 son rápidas viento estelar, explota en el espacio a unos 3.000 kilómetros (1.864 millas) por segundo. Ambos están perdiendo masa a un ritmo muy enojado. En realidad, esto es bastante normal, pero las estrellas giran una alrededor de la otra en forma elíptica o elíptica, lo que significa que no giran uniformemente. Se juntan para estar muy cerca (periastron) y luego divergen nuevamente a una gran distancia (apastron).

Animación de una wr 140. órbita binaria
Una animación que muestra cómo el dúo WR 140 produce polvo en el canalón, como si observaran al dúo desde arriba. (NASA, ESA, Joseph Olmsted/STScI)

En la región oceánica, sus poderosos vientos estelares chocan, creando ondas de choque y una nube gigante de polvo que se expande hacia afuera, formando una envoltura de polvo. Las estrellas giran una alrededor de la otra una vez cada 7,94 años, lo que significa que cada capa nueva se crea 7,94 años después de la última. Esta previsibilidad significa que cosas como el WR 140 son excelentes para estudiar la producción de polvo y la aceleración.

Pero es posible que haya notado que las conchas tienen una forma extraña, con un lado que se extiende, lo que resulta en lo que se ha descrito como «cuello“Fig. Esto presenta un desafío para interpretar solo a través de los vientos estelares.

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«En ausencia de fuerzas externas, cada espiral de polvo debe expandirse a una velocidad constante», dice han.

«Estábamos desconcertados al principio 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, se estaba acelerando. Captamos por primera vez frente a la cámara».

Pero hay otra explicación: presión de radiación. La radiación electromagnética, la luz, ejerce muy poca presión sobre lo que golpea, debido a la transferencia de impulso del fotón a la superficie. Los fotones son tan pequeños y sin masa que esto no afectará tu vida diaria, pero las estrellas emiten mucha radiación poderosa. Sin filtración y en el vacío del espacio, en realidad puede empujar la materia. Este es el principio detrás tecnología de vela ligera.

Cuando el equipo incorporó presión de radiación en sus modelos WR 140, pudieron reproducir la extraña forma de los proyectiles que se hinchaban alrededor del dúo.

«En cierto sentido, siempre supimos que esta debe ser la causa de la salida, pero nunca soñé que seríamos capaces de ver a la física funcionar así». El astrofísico Peter Tuthill dice: De la Universidad de Sydney, Australia.

«Cuando miro los datos ahora, veo la pluma de WR140 rodando como una vela gigante hecha de polvo. Cuando capta un fotón de viento que fluye desde la estrella, como un yate en una tormenta, da un salto repentino hacia adelante. «

El universo realmente está lleno de maravillas.

La investigación del equipo fue publicada en templar la naturalezay el segundo documento sobre notas JWST en formato . astronomía natural.