ביולי, תמונה חדשה תמוהה של מערכת כוכבים קיצונית רחוקה מוקפת בטבעות גיאומטריות קונצנטריות סוריאליסטיות גרמה אפילו לאסטרונומים לגרד בראשם. התמונה, שנראית כמו סוג של "טביעת אגודל קוסמית", הגיעה מטלסקופ החלל ג'יימס ווב, מצפה הדגל החדש של נאס"א.
האינטרנט נדלק מיד בתיאוריות ובספקולציות. חלק מהשוליים הפראיים אפילו טענו שזה עדות ל"מבני מגה חייזרים" ממקור לא ידוע.
למרבה המזל, הצוות שלנו באוניברסיטת סידני כבר חקר את הכוכב הזה, הידוע בשם WR140, במשך יותר מ-20 שנה - אז היינו בעמדה מצוינת להשתמש בפיזיקה כדי לפרש את מה שאנחנו רואים.
הדגם שלנו, פורסם ב טבע, מסביר את התהליך המוזר שבו הכוכב מייצר את הדפוס המסנוור של הטבעות הנראות בתמונת Webb (עצמו כעת פורסם ב טבע אסטרונומיה).
הסודות של WR140
WR140 הוא מה שנקרא a כוכב וולף-רייט. אלו הם בין הכוכבים הקיצוניים ביותר הידועים. בתצוגה נדירה אך יפה, הם יכולים לפעמים לפלוט פלומת אבק לחלל המתפרשת פי מאות מגודל מערכת השמש כולה.
שדה הקרינה סביב וולף-רייטס כה אינטנסיבי, אבק ורוח נסחפים החוצה באלפי קילומטרים לשנייה, או בערך 1 אחוז ממהירות האור. בעוד שלכל הכוכבים יש רוחות כוכבים, הישגי יתר אלה מניעים משהו יותר כמו הוריקן כוכבי.
באופן קריטי, הרוח הזו מכילה אלמנטים כמו פחמן שזורמים החוצה ויוצרים אבק.
WR140 הוא אחד מכמה כוכבים מאובקים של Wolf-Rayet שנמצאו במערכת בינארית. הוא נמצא במסלול עם כוכב אחר, שהוא בעצמו ענק כחול ענק עם רוח אכזרית משלו.
רק קומץ של מערכות כמו WR140 ידועות בכל הגלקסיה שלנו, ובכל זאת כמה נבחרים אלה מספקים את המתנה הכי לא צפויה ויפה לאסטרונומים. אבק לא פשוט זורם החוצה מהכוכב ויוצר כדור מעורפל כפי שניתן לצפות; במקום זאת הוא נוצר רק באזור בצורת חרוט שבו מתנגשות הרוחות משני הכוכבים.
מכיוון שהכוכב הבינארי נמצא בתנועה מסלולית מתמדת, גם חזית ההלם הזו חייבת להסתובב. לאחר מכן, הפלומה המפויחת, עטופה באופן טבעי לספירלה, באותו אופן כמו הסילון מממטרת גינה מסתובבת.
עם זאת, ל-WR140 יש עוד כמה טריקים בשרוול שלו, המשלב מורכבות עשירה יותר לתוך התצוגה הראוותנית שלו. שני הכוכבים אינם נמצאים על מסלולים מעגליים אלא אליפטיים, ויתרה מכך ייצור אבק נדלק ונכבה באופן אפיזודי כאשר הבינארי מתקרב ויוצא מנקודת הגישה הקרובה ביותר.
[תוכן מוטבע]
דגם כמעט מושלם
על ידי מודל של כל ההשפעות הללו לתוך הגיאומטריה התלת מימדית של פלומת האבק, הצוות שלנו עקב אחר מיקומן של תכונות האבק במרחב התלת מימדי.
על ידי תיוג קפדני של תמונות של הזרימה המתרחבת שצולמה במצפה הכוכבים קק בהוואי, אחד הטלסקופים האופטיים הגדולים בעולם, מצאנו שהמודל שלנו של הזרימה המתרחבת מתאים לנתונים כמעט בצורה מושלמת.
חוץ מפטפוט אחד. קרוב ממש ליד הכוכב, האבק לא היה איפה שהוא היה אמור להיות. המרדף אחרי חוסר ההתאמה הקטן הזה הוביל אותנו לתופעה שמעולם לא נתפסה במצלמה.
כוחו של האור
אנו יודעים שאור נושא מומנטום, מה שאומר שהוא יכול להפעיל דחיפה על החומר המכונה לחץ קרינה. התוצאה של תופעה זו, בצורה של חומר החולף במהירות גבוהה סביב הקוסמוס, ניכרת בכל מקום.
אבל זה היה תהליך קשה להפליא לתפוס בשעת מעשה. הכוח דוהה במהירות עם המרחק, אז כדי לראות חומר מואץ צריך לעקוב בצורה מדויקת מאוד אחר תנועת החומר בשדה קרינה חזק.
התאוצה הזו התבררה כאלמנט החסר בדגמים של WR140. הנתונים שלנו לא התאימו כי מהירות ההתפשטות לא הייתה קבועה: האבק קיבל דחיפה מלחץ הקרינה.
לתפוס את זה בפעם הראשונה במצלמה היה משהו חדש. בכל מסלול, זה כאילו הכוכב פורש מפרש ענק עשוי אבק. כשהיא קולטת את הקרינה העזה הזורמת מהכוכב, כמו יאכטה שתופסת משב, המפרש המאובק עושה קפיצה פתאומית קדימה.
טבעות עשן בחלל
התוצאה הסופית של כל הפיזיקה הזו יפה להפליא. כמו צעצוע של שעון, WR140 מוציא טבעות עשן מפוסלות במדויק בכל מסלול של שמונה שנים.
על כל טבעת חרוטים כל הפיזיקה הנפלאה הזו כתובה בפרטי צורתה. כל שעלינו לעשות הוא לחכות, והרוח המתרחבת מנפחת את מעטפת האבק כמו בלון עד שהיא גדולה מספיק כדי שהטלסקופים שלנו יוכלו לצלם.
ואז, שמונה שנים מאוחר יותר, הבינארי חוזר במסלולו וקונכייה נוספת נראית זהה לזו שלפני כן, צומחת בתוך הבועה של קודמתה. צדפים ממשיכים להצטבר כמו סט רפאים של בובות קינון ענקיות.
עם זאת, המידה האמיתית שבה פגענו בגיאומטריה הנכונה כדי להסביר את מערכת הכוכבים המסקרנת הזו לא הובאה אלינו הביתה עד שתמונת Webb החדשה הגיעה ביוני.
כאן לא היו אחד או שניים, אלא יותר מ-17 קונכיות מפוסלות להפליא, כל אחת מהן העתק כמעט מדויק מקונן בתוך זה שקדם לה. כלומר, הקונכייה הישנה והחיצונית ביותר הנראית בתמונת Webb חייבת להיות הושקה כ-150 שנה לפני הקונכייה החדשה ביותר, שעדיין נמצאת בחיתוליה ומאיצה הרחק מצמד הכוכבים הזוהר המניע את הפיזיקה בלב המערכת.
עם התנופות המרהיבות והזיקוקים הפראיים שלהם, ה-Wolf-Rayets סיפקו את אחת התמונות המסקרנות ביותר עם הדוגמאות המורכבות ששוחררו על ידי טלסקופ Webb החדש.
זו הייתה אחת התמונות הראשונות שצילם ווב. האסטרונומים כולם נמצאים על קצה המושבים שלנו, מחכים לאילו פלאים חדשים המצפה הזה יאיר אלינו.
מאמר זה פורסם מחדש מתוך שיחה תחת רישיון Creative Commons. קרא את ה מאמר מקורי.
תמונת אשראי: נאס"א, ESA, CSA, STScI, NASA-JPL, Caltech
