Странное изображение далекой звезды WR140, окруженной концентрической геометрической рябью, полученное космическим телескопом JWST в июле, озадачило астрономов всего мира и даже вызвало яростные предположения в Интернете о том, что это может быть свидетельством наличия инопланетной мегаструктуры на расстоянии многих световых лет от Земли.
Загадочная картина была сделана вскоре после того, как JWST начал научную деятельность и опубликовал свою первую полную партию изображений. Это быстро вызвало бурные дебаты в Интернете, и некоторые предположили, что огромная рябь была вызвана инопланетянами. Изображение было названо "помешанным" Марком Маккорианом, старшим советником по науке и исследованиям в Европейском космическом агентстве и членом научной рабочей группы космического телескопа James Webb.
Тем не менее, два австралийских астронома объясняют в двух сопутствующих статьях, недавно опубликованных в журнале Nature и Nature Astronomy, что 17 концентрических колец, окружающих звезду, на самом деле представляют собой серию гигантских пылевых оболочек, созданных циклическим взаимодействием пары горячих звезд, одна из которых умирающая звезда Воольфа-Райе, запертая на узкой орбите.
Пара WR140 состоит из огромной звезды Вольфа-Райе и еще более массивной голубой звезды-сверхгиганта, которые гравитационно связаны на восьмилетней орбите. В то время как все звезды производят звездный ветер, ветер, создаваемый звездами Вольфа-Райе, больше похож на звездный ураган. Элементы ветра, такие как углерод, конденсируются в виде сажи, которая остается достаточно горячей, чтобы ярко светиться в инфракрасном диапазоне. Облака пыли, как дым, подхватываемый ветром, дают телескопам возможность наблюдать за ними только пока они следуют за потоком.
Поскольку две звезды движутся по эллиптическим, а не круговым орбитам, образование пыли включается и выключается по мере приближения двойного компаньона WR140, а затем удаляется от точки наибольшего сближения. Основываясь на данных, собранных с помощью других телескопов с 2006 года, ученые создали трехмерную модель геометрии пылевого шлейфа.
Эта модель, созданная для статьи в Nature, прекрасно объясняет странные результаты, полученные JWST в июле. Более того, в своей статье в журнале Nature астрономы впервые продемонстрировали прямое свидетельство интенсивного звездного света, проникающего в материю и ускоряющего ее, после отслеживания гигантских шлейфов пыли, порожденных сильным взаимодействием между двумя колоссальными звездами в течение 16 лет.
Известно, что звездный свет несет импульс, оказывая давление на материю, известное как "радиационное давление". Астрономы часто видят последствия этого в виде материи, движущейся с высокой скоростью по космосу, но никогда не замечали этот процесс в действии. Прямое наблюдение ускорения из-за сил, отличных от гравитации, редко наблюдается, и никогда в звездной среде, подобной этой.
Используя технологию обработки изображений, известную как интерферометрия, которая могла действовать как зум-объектив для 10-метрового зеркала телескопа Кека на Гавайях, австралийцы смогли восстановить достаточно четкие изображения WR140 для исследования.
Они обнаружили, что пыль не вылетает из звезды вместе с ветром, образуя туманный шар, как считалось. Вместо этого пыль конденсируется рядом с местом столкновения ветров от двух звезд, на поверхности конусообразного ударного фронта между ними. Поскольку орбитальная двойная звезда находится в постоянном движении, фронт ударной волны также вращается. Закопченный шлейф закручивается в спираль, точно так же, как капли образуют спираль в садовом разбрызгивателе.
Как только ученые учли ускорение пыли под действием звездного света в свою трехмерную модель бинарной системы WR140, она прекрасно объяснила их наблюдательные данные. Это также объяснило странные концентрические кольца, позже обнаруженные с помощью JWST.
Теперь, когда JWST работает, исследователи смогут узнать гораздо больше о WR140 и подобных системах.
