Julija so se celo astronomi praskali po glavi zaradi zagonetne nove slike oddaljenega skrajnega zvezdnega sistema, obdanega z nadrealističnimi koncentričnimi geometrijskimi obroči. Slika, ki je videti kot nekakšen "odtis vesoljskega palca", je prišla iz vesoljskega teleskopa James Webb, najnovejšega Nasinega vodilnega observatorija.
Internet je takoj zasvetil s teorijami in špekulacijami. Nekateri na divjem obrobju so to celo trdili kot dokaz za "tuje megastrukture" neznanega izvora.
Na srečo je naša ekipa na Univerzi v Sydneyju že več kot 140 let preučevala prav to zvezdo, znano kot WR20, tako da smo bili v najboljšem položaju, da smo uporabili fiziko za razlago tega, kar smo videli.
Naš model, objavljeno v Narava, pojasnjuje nenavaden postopek, s katerim zvezda ustvari bleščeč vzorec prstanov, viden na Webbovi sliki (sama zdaj objavljeno v Narava astronomija).
Skrivnosti WR140
WR140 se imenuje a Wolf-Rayet zvezda. To so med najbolj ekstremnimi znanimi zvezdami. V redkem, a čudovitem prikazu lahko včasih oddajajo oblak prahu v vesolje, ki se razteza na stokrat večje od našega celotnega Osončja.
Polje sevanja okoli Wolf-Rayetsa je tako intenzivno, da se prah in veter širita navzven s hitrostjo tisoč kilometrov na sekundo ali približno 1 odstotkom svetlobne hitrosti. Medtem ko imajo vse zvezde zvezdni veter, ti presežki poganjajo nekaj bolj podobnega zvezdnemu orkanu.
Zelo pomembno je, da ta veter vsebuje elemente, kot je ogljik, ki se izlivajo v prah.
WR140 je ena od redkih prašnih Wolf-Rayetovih zvezd v binarnem sistemu. Je v orbiti z drugo zvezdo, ki je sama masivna modra supervelikanka z lastnim divjim vetrom.
Le peščica sistemov, kot je WR140, poznamo v celotni naši galaksiji, a teh nekaj izbranih daje astronomom najbolj nepričakovano in najlepše darilo. Prah ne priteče preprosto iz zvezde in oblikuje megleno kroglo, kot bi lahko pričakovali; namesto tega nastane le v stožčastem območju, kjer trčijo vetrovi iz obeh zvezd.
Ker je dvojna zvezda v stalnem orbitalnem gibanju, se mora tudi ta udarna fronta vrteti. Sajasti oblak se nato naravno zavije v spiralo, na enak način kot curek vrtljivega vrtnega škropilnika.
WR140 pa ima v rokavu še nekaj trikov, ki v svoj razkošni zaslon nanesejo več bogate kompleksnosti. Dve zvezdi nista v krožni, ampak eliptični orbiti, poleg tega pa se nastajanje prahu občasno vklopi in izklopi, ko se dvojna zrna približuje in oddaljuje od točke najbližjega približevanja.
[Vgrajeni vsebina]
Skoraj popoln model
Z modeliranjem vseh teh učinkov v tridimenzionalno geometrijo oblaka prahu je naša ekipa sledila lokaciji elementov prahu v tridimenzionalnem prostoru.
S skrbnim označevanjem slik širitvenega toka, posnetih v observatoriju Keck na Havajih, enem največjih optičnih teleskopov na svetu, smo ugotovili, da naš model širitvenega toka skoraj popolnoma ustreza podatkom.
Razen ene zadrege. Blizu zvezde prah ni bil tam, kjer bi moral biti. Preganjanje te manjše napake nas je pripeljalo do fenomena, ki ga kamera še nikoli ni ujela.
Moč svetlobe
Vemo, da svetloba nosi zagon, kar pomeni, da lahko izvaja pritisk na snov, znan kot sevalni tlak. Posledica tega pojava v obliki snovi, ki z veliko hitrostjo pluje po vesolju, je očitna povsod.
Vendar je bilo izjemno težko ujeti na dejanju. Sila hitro zbledi z razdaljo, zato morate za opazovanje pospeševanja materiala zelo natančno slediti gibanju snovi v močnem polju sevanja.
Izkazalo se je, da je ta pospešek edini manjkajoči element v modelih za WR140. Naši podatki niso ustrezali, ker hitrost širjenja ni bila konstantna: prah se je povečal zaradi radiacijskega tlaka.
Ujeti to prvič v kamero je bilo nekaj novega. V vsaki orbiti je, kot da zvezda razpre velikansko jadro iz prahu. Ko ujame intenzivno sevanje, ki izvira iz zvezde, kot jahta, ki ujame sunek, prašno jadro nenadoma skoči naprej.
Dimni obroči v vesolju
Končni rezultat vse te fizike je osupljivo lep. WR140 kot igračka z urami izpihuje natančno oblikovane dimne obroče z vsakim osemletnim obhodom.
Vsak prstan ima vgravirano vso to čudovito fiziko, ki je zapisana v podrobnostih njegove oblike. Vse, kar moramo storiti, je počakati in veter, ki se širi, napihne prašno lupino kot balon, dokler ni dovolj velika, da jo naši teleskopi posnamejo.
Potem, osem let kasneje, se binar vrne v svojo orbito in druga lupina se zdi enaka prejšnji, raste znotraj mehurčka svojega predhodnika. Školjke se kar naprej kopičijo kot srhljiv niz velikanskih gnezdečih lutk.
Vendar pa smo pravi obseg, v katerem smo zadeli pravo geometrijo za razlago tega zanimivega zvezdnega sistema, izvedeli šele junija, ko je prispela nova Webbova slika.
Tu nista bili ena ali dve, ampak več kot 17 izvrstno izklesanih školjk, od katerih je bila vsaka skoraj natančna replika, ugnezdena v tisto pred njo. To pomeni, da je morala biti najstarejša, najbolj oddaljena lupina, vidna na Webbovi sliki, izstreljena približno 150 let pred najnovejšo lupino, ki je še vedno v povojih in se pospešeno odmika od svetlečega para zvezd, ki poganjajo fiziko v srcu sistema.
S svojimi spektakularnimi perjanicami in divjim ognjemetom so Wolf-Rayets prikazali eno najbolj zanimivih slik z zapletenimi vzorci, ki jih je objavil novi Webbov teleskop.
To je bila ena prvih slik, ki jih je posnel Webb. Astronomi smo vsi na robu svojih sedežev in čakamo, kakšna nova čudesa nam bo ta observatorij prinesel.
Ta članek je ponovno objavljen Pogovor pod licenco Creative Commons. Preberi Originalni članek.
Kreditno slike: NASA, ESA, CSA, STScI, NASA-JPL, Caltech
