Wolf-Rayet 140'taki iki yıldız, NASA'nın James Webb Uzay Teleskobu'ndan alınan bu görüntüde görüldüğü gibi, her sekiz yılda bir halkalara benzeyen toz kabukları üretiyor. Her halka, yıldızlar birbirine yaklaştığında ve yıldız rüzgarları çarpıştığında yaratılıyor.
Kaynak: NASA / ESA / CSA / STScl / JPL-Caltech
Yeni bir görüntü, nadir görülen bir yıldız türü tarafından yaratılan en az 17 toz halkasını ve göksel bir dansa kilitlenmiş arkadaşını gösteriyor.
NASA'nın James Webb Uzay Teleskobu'ndan alınan yeni bir görüntü, dikkat çekici bir kozmik görüntüyü ortaya koyuyor: bir çift yıldızdan çıkan en az 17 eş merkezli toz halkası. Dünya'dan 5.000 ışık yılı uzaklıkta bulunan ikili, toplu olarak Wolf-Rayet 140 [1] olarak biliniyor.
Her halka, iki yıldız birbirine yaklaştığında ve yıldız rüzgarları (uzaya üfledikleri gaz akışları) bir araya geldiğinde, gazı sıkıştırıp toz oluşturduğunda yaratılıyor. Yıldızların yörüngeleri onları yaklaşık sekiz yılda bir, bir araya getirir; Bir ağacın gövdesinin halkalarının büyümesi gibi, toz halkaları da zamanın geçişini işaret eder.
"Bu sistemden bir asırdan fazla toz üretimine bakıyoruz," diyor NSF'nin NOIRLab'ında bir gökbilimci olan Ryan Lau. "Görüntü aynı zamanda bu teleskopun ne kadar hassas olduğunu da gösteriyor. Daha önce, yer tabanlı teleskopları kullanarak sadece iki toz halkası görebiliyorduk. Şimdi en az 17 tanesini görüyoruz."
Webb'in genel hassasiyetine ek olarak, Orta Kızılötesi Cihazı (MIRI), toz halkalarını veya Lau ve meslektaşlarının kabuk olarak adlandırdığı şeyi incelemek için benzersiz bir niteliktedir, çünkü görüntüde göründüklerinden daha kalın ve geniştirler. Webb'in bilim aletleri, insan gözüyle görülemeyen bir dizi dalga boyu olan kızılötesi ışığı tespit eder. MIRI en uzun kızılötesi dalga boylarını algılar, bu da Webb'in diğer cihazlarından daha soğuk nesneleri (toz halkaları dahil) sıklıkla görebileceği anlamına gelir. MIRI'nin spektrometresi, çoğunlukla Wolf-Rayet yıldızı olarak bilinen bir yıldız türü tarafından atılan malzemeden oluşan tozun bileşimini de ortaya çıkardı.
Wolf-Rayet yıldızı, Güneşimizden en az 25 kat daha fazla kütleyle doğmuş, ömrünün sonuna yaklaşmakta olan, muhtemelen çöküp bir kara delik oluşturacağı O-tipi bir yıldızdır. Gençliğinden daha sıcak yanan bir Wolf-Rayet yıldızı, büyük miktarda gazı uzaya iten güçlü rüzgarlar üretir. Bu çiftteki Wolf-Rayet yıldızı, bu süreçle orijinal kütlesinin yarısından fazlasını saçmış olabilir.
Resim : Güneşimizin, Wolf-Rayet yıldızı ve O sınıfı bir yıldız [2] ile karşılaştırmasını göstermektedir.
Rüzgarda Toz Oluşumu
Gazın toza dönüştürülmesi, unun ekmeğe dönüştürülmesi gibidir: Özel koşullar ve bileşenler gerektirir. Yıldızlarda bulunan en yaygın element olan hidrojen, kendi başına toz oluşturamaz. Ancak Wolf-Rayet yıldızları çok fazla kütle attığı için, tipik olarak bir yıldızın iç kısmında bulunan karbon da dahil olmak üzere daha karmaşık elementleri de dışarı atarlar. Rüzgardaki ağır elementler uzaya giderken soğur ve daha sonra iki elin hamur yoğurması gibi, her iki yıldızdan gelen rüzgarların buluştuğu yerde sıkıştırılır.
Diğer bazı Wolf-Rayet sistemleri toz oluşturur, ancak hiçbirinin Wolf-Rayet 140'ın yaptığı gibi halkalar yaptığı bilinmemektedir. Benzersiz halka deseni, WR 140'taki Wolf-Rayet yıldızının yörüngesinin dairesel değil, uzamış olması nedeniyle oluşur. Sadece yıldızlar birbirine yaklaştığında – Dünya ile Güneş arasında yaklaşık aynı mesafe – ve rüzgarları çarpıştığında, gaz toz oluşturmak için yeterli basınç altındadır. Dairesel yörüngelerle, Wolf-Rayet ikili dosyaları sürekli olarak toz üretebilir.
Lau ve ortak yazarları, WR 140'ın rüzgarlarının çevreyi başka türlü çarpışabilecekleri artık malzemeden temizlediğini düşünüyor, bu yüzden halkalar bulaşmış veya dağılmış olmaktan ziyade bozulmamış kalıyor olabilir. Muhtemelen çok sönük ve dağınık hale gelen daha fazla halka var, Webb bile onları verilerde göremiyor.
Wolf-Rayet yıldızları Güneşimize kıyasla egzotik görünebilir, ancak yıldız ve gezegen oluşumunda rol oynamış olabilirler. Bir Wolf-Rayet yıldızı bir alanı temizlediğinde, süpürülmüş malzeme eteklerinde birikebilir ve yeni yıldızların oluşması için yeterince yoğunlaşabilir. Güneş'in böyle bir senaryoda oluştuğuna dair bazı kanıtlar var.
MIRI'nin Orta Çözünürlüklü Spektroskopi modundan elde edilen verileri kullanan yeni çalışma, Wolf-Rayet yıldızlarının karbon bakımından zengin toz molekülleri ürettiğine dair en iyi kanıtı sunuyor. Dahası, toz kabuklarının korunması, bu tozun yıldızlar arasındaki düşmanca ortamda hayatta kalabileceğini ve gelecekteki yıldızlar ve gezegenler için malzeme tedarik edebileceğini göstermektedir.
Gökbilimcilerin galaksimizde en az birkaç bin Wolf-Rayet yıldızı olması gerektiğini tahmin etmelerine rağmen, bugüne kadar sadece yaklaşık 600 tane bulunmuştur.
"Wolf-Rayet yıldızları galaksimizde nadir olsa da, yıldızlar gittikleri sürece kısa ömürlü olsalar da, patlamadan ve / veya kara delikler oluşturmadan önce galaksinin tarihi boyunca çok fazla toz üretiyor olmaları mümkündür" diyor Pasadena, Kaliforniya'daki Caltech'te astrofizikçi olan Patrick Morris ve yeni çalışmanın ortak yazarı. "Bence NASA'nın yeni uzay teleskobu ile bu yıldızların yıldızlar arasındaki malzemeyi nasıl şekillendirdiği ve galaksilerde yeni yıldız oluşumunu nasıl tetiklediği hakkında çok daha fazla şey öğreneceğiz."
Kaynak : Jet Propulsion Laboratory 2022-151
[1] Wolf-Rayet yıldızları (ayrıca WR yıldızları), evrim geçirmiş olağanüstü büyüklükte (20 güneş kütlesinden fazla) yıldızlardır, ve kütlelerini 2000 km/s hızına ulaşabilen çok yeğin yıldız rüzgârı nedeniyle kaybetmektedirler.
[2] O sınıfı yıldızlar çok sıcak ve çok aydınlıktır, mavimsi bir renge sahip olmalarının yanı sıra çoğunun saçtığı ışık mor ötesi bölgededir. Bu tip; yıldız türleri içerisinde en nadir bulunan sınıftır, yaklaşık olarak 3 milyon yıldızdan birisi O sınıfıdır
