Телескоп James Webb рассмотрел концентрические кольца пыли вокруг необычной двойной звезды

Новый космический телескоп рассмотрел знаменитую двойную WR 140 в невиданных прежде деталях. Он смог увидеть сразу 17 асимметричных колец пыли, окружающих пару массивных звезд, и получить их спектр. Смоделировав их вращение и потоки частиц, исходящие от участников этого тандема, ученые подтвердили свои предположения о том, как возникают такие необычные кольца. Статья об этом опубликована в журнале Nature Astronomy, коротко о работе рассказывается в пресс-релизе NASA.

Система WR 140 расположена на расстоянии примерно пяти тысяч световых лет и включает две массивные звезды. Одна из них относится к голубым гигантам спектрального класса О. Вторая — звезда Вольфа — Райе, тоже гигант, но находящийся на поздних стадиях эволюции. Она практически полностью исчерпала свои водородные оболочки и дожигает гелий, благодаря чему звезда крайне раскалена, сильно излучает и испускает мощный поток частиц звездного ветра с довольно высоким содержанием «тяжелых» элементов, включая кислород, азот и углерод. В WR 140 пара великанов находятся очень близко друг к другу, двигаясь по вытянутой орбите с периодом меньше восьми наших лет.

Сильный звездный ветер испускают оба участника этого экстремального тандема. Каждый раз, когда они сближаются, выбрасываемые ими потоки встречаются, и высокое давление заставляет частицы конденсироваться, превращаясь в пыль. А благодаря особенностям орбитального движения звезд эти участки выглядят как серия незамкнутых концентрических колец. Наземные телескопы позволяют рассмотреть одно, максимум — два из них. Однако новая космическая обсерватория James Webb во время недавних наблюдений различила целых 17 колец, уходящих на расстояние вплоть до светового года от самой двойной системы.

Эти наблюдения легли в основу новой работы Райана Лау (Ryan Lau) и его коллег, которые смоделировали орбитальную динамику и звездный ветер двойной WR 140. Расчеты в точности совпали с тем, что увидел James Webb, показав такую же серию незамкнутых, асимметричных колец пыли, образующихся вокруг системы. Каждое из них соответствует одному обороту звезд вокруг общего центра тяжести. Так что 17 колец, которые заметил телескоп, появились всего за последние 130 лет. Это позволяет оценить впечатляющую скорость разлета частиц звездного ветра — около 2600 километров в секунду.

Звезда Вольфа — Райе, входящая в тандем WR 140, выбрасывает большие массы углерода. Поэтому астрономы ожидали, что в составе пылевых колец должны присутствовать и простые органические вещества. Инфракрасный спектр, полученный с помощью работающего на James Webb инструмента MIRI, подтвердил эти расчеты. В частности, в нем обнаружились линии, характерные для бензольных колец ароматических соединений.