Телескоп Уэбба запечатлел невиданную космическую структуру из четырех пылевых спиралей вокруг умирающих звезд

Космический телескоп Уэбба раскрыл тайну экзотической звездной системы, расположенной примерно в 8000 световых лет от Земли. Используя возможности наблюдения в среднем инфракрасном диапазоне, телескоп впервые запечатлел четыре закручивающиеся спирали пыли, окружающие две стареющие звезды, связанные в орбитальном танце.

NASA опубликовало снимок в среду, подтвердив существование слоистых оболочек пыли вокруг двух звезд Вольфа-Райе в системе Apep. Предыдущие наблюдения обнаружили лишь одну пылевую спираль, тогда как Уэбб не только увидел все четыре, но также определил, сколько времени требуется двойным звездам на один оборот вокруг друг друга.

Иньо Хань – исследователь из Калтеха в Пасадене, Калифорния, и ведущий автор нового исследования, опубликованного в Astrophysical Journal, заявила:

Изучение новых наблюдений Webb было похоже на то, как войти в темную комнату и включить свет – всё стало видно. На снимке Webb пыль повсюду, и телескоп показывает, что большая её часть была выброшена в повторяющихся, предсказуемых структурах.

Звезды Вольфа-Райе чрезвычайно редки – считается, что в галактике Млечный Путь лишь около тысячи таких объектов. Это массивные, яркие звезды на поздних стадиях звездной эволюции. Столь крупные звезды живут недолго – звезды Вольфа-Райе выжигают топливо довольно быстро, выбрасывая свою массу в космос.

Пара звезд в системе Apep, названной в честь египетского бога хаоса, сбрасывала внешние слои на протяжении последних 700 лет. Две звезды Вольфа-Райе гравитационно связаны друг с другом вместе с третьим компаньоном – массивной звездой-сверхгигантом, которая прорезает дыру в облаках пыли со своей более широкой орбиты.

Большинство звезд Вольфа-Райе совершают оборот вокруг друг друга за период от двух до десяти лет, при этом самый продолжительный зарегистрированный орбитальный период составляет 30 лет. Однако звезды Apep проходят мимо друг друга каждые 190 лет. Команда исследователей смогла определить орбиты звезд, объединив измерения расположения колец со снимка Уэбба со скоростью расширения оболочек по данным наблюдений Very Large Telescope Европейской южной обсерватории в Чили за восемь лет.

С каждой длинной орбитой две звезды остаются близко друг к другу на протяжении 25 лет, формируя расширяющиеся пылевые оболочки. Когда звезды сближаются и проходят мимо друг друга, их звездные ветры сталкиваются и смешиваются, образуя спирали пыли в течение четверти века. В других звездных системах пыль существует лишь несколько месяцев за раз.

Хотя снимок Уэбба может вызывать ощущение спокойствия, в звездах Apep нет ничего умиротворенного. Две звезды выбрасывают пыль со скоростью от от 2000 до 3000 километров в секунду, одновременно мчась сквозь космос.

Звезды Вольфа-Райе изначально были массивнее своего третьего компаньона, но за годы сбросили большую часть массы. Ученые оценивают, что масса двух звезд составляет от 10 до 20 масс Солнца, тогда как сверхгигант в 40 или 50 раз массивнее нашей звезды.

Хотя ученые знали о третьей звезде в системе Apep, наблюдения Уэбба подтвердили её гравитационную связь с системой, запечатлев, как та прорезает пылевые оболочки.

Две массивные звезды находятся на пути к разрушению и в конечном итоге взорвутся как сверхновые. Возможно, любая из звезд может испустить гамма-всплеск перед тем, как превратиться в черную дыру.