Gli astronomi hanno cercato a lungo di scoprire come elementi come il carbonio, essenziale per la vita, si distribuiscano ampiamente nell’universo. Ora, il telescopio spaziale James Webb della NASA ha esaminato in modo più dettagliato una fonte continua di polvere ricca di carbonio nella nostra galassia, la Via Lattea: Wolf-Rayet 140, un sistema di due stelle massicce che seguono un’orbita stretta e allungata. Mentre si incrociano (all’interno del punto bianco centrale nelle immagini di Webb), i venti stellari di ogni stella si scontrano, il materiale si comprime e si forma polvere ricca di carbonio. Le ultime osservazioni di Webb mostrano 17 gusci di polvere che brillano nella luce infrarossa media e che si espandono a intervalli regolari nello spazio circostante. “Il telescopio non solo ha confermato che questi gusci di polvere sono reali, ma i suoi dati hanno anche mostrato che i gusci di polvere si stanno muovendo verso l’esterno a velocità costanti, rivelando cambiamenti visibili in periodi di tempo incredibilmente brevi”, ha affermato Emma Lieb, autrice principale del nuovo articolo e studentessa di dottorato presso l’Università di Denver in Colorado. Ogni guscio si allontana dalle stelle a più di 1.600 miglia al secondo (2.600 chilometri al secondo), quasi l’1% della velocità della luce. “Siamo abituati a pensare che gli eventi nello spazio avvengano lentamente, nel corso di milioni o miliardi di anni“, ha aggiunto Jennifer Hoffman, coautrice e professoressa presso l’Università di Denver. “In questo sistema, l’osservatorio mostra che i gusci di polvere si stanno espandendo da un anno all’altro“. Come un orologio, i venti delle stelle generano polvere per diversi mesi ogni otto anni, mentre la coppia si avvicina di più durante un’orbita ampia e allungata. Webb mostra anche come varia la formazione della polvere:
cerca la regione più scura in alto a sinistra in entrambe le immagini. Le immagini nel medio infrarosso del telescopio hanno rilevato gusci di polvere che persistono da oltre 130 anni. (I gusci più vecchi si sono dissipati a tal punto che ora sono troppo deboli per essere rilevati.) I ricercatori ipotizzano che le stelle finiranno per generare decine di migliaia di gusci di polvere nel corso di centinaia di migliaia di anni. “Le osservazioni nel medio infrarosso sono assolutamente cruciali per questa analisi, poiché la polvere in questo sistema è piuttosto fredda. La luce visibile e nel vicino infrarosso mostrerebbero solo i gusci più vicini alla stella”, ha spiegato Ryan Lau, coautore e astronomo presso l’NSF NOIRLab di Tuscon, Arizona, che ha guidato la ricerca iniziale su questo sistema. “Con questi incredibili nuovi dettagli, il telescopio ci consente anche di studiare esattamente quando le stelle formano polvere, quasi giorno per giorno”. La distribuzione della polvere non è uniforme. Sebbene questo non sia ovvio a prima vista, ingrandendo i gusci nelle immagini di Webb si scopre che parte della polvere si è “accumulata”, formando nubi amorfe e delicate che sono grandi quanto il nostro intero sistema solare. Molte altre singole particelle di polvere fluttuano liberamente. Ogni granello è piccolo quanto un centesimo della larghezza di un capello umano. Grumosa o meno, tutta la polvere si muove alla stessa velocità ed è ricca di carbonio.
Il futuro di questo sistema
Cosa accadrà a queste stelle nel corso di milioni o miliardi di anni, dopo che avranno finito di “spruzzare” polvere nei loro dintorni? La stella Wolf-Rayet in questo sistema è 10 volte più massiccia del Sole e si sta avvicinando alla fine della sua vita. Nel suo “atto” finale, questa stella esploderà come una supernova , forse spazzando via alcuni o tutti i gusci di polvere, o collasserà in un buco nero , il che lascerebbe intatti i gusci di polvere. Sebbene nessuno possa prevedere con certezza cosa accadrà, i ricercatori stanno facendo il tifo per lo scenario del buco nero. “Una domanda importante in astronomia è: da dove proviene tutta la polvere nell’universo?” ha detto Lau. “Se una polvere ricca di carbonio come questa sopravvive, potrebbe aiutarci a iniziare a rispondere a questa domanda”. “Sappiamo che il carbonio è necessario per la formazione di pianeti rocciosi e sistemi solari come il nostro”, ha aggiunto Hoffman. “È emozionante dare un’occhiata a come i sistemi stellari binari non solo creano polvere ricca di carbonio, ma la spingono anche nel nostro vicinato galattico”. Questi risultati sono stati pubblicati sulla rivista The Astrophysical Journal Letters e presentati in una conferenza stampa in occasione del 245° incontro dell’American Astronomical Society a National Harbor, nel Maryland. Link video:
Il telescopio spaziale James Webb è il principale osservatorio scientifico spaziale al mondo. Webb risolverà i misteri del nostro sistema solare, guarderà oltre, verso mondi lontani attorno ad altre stelle, e sonderà le misteriose strutture e origini del nostro universo e il nostro posto in esso. Webb è un programma internazionale guidato dalla NASA con i suoi partner, ESA (Agenzia spaziale europea) e l’Agenzia spaziale canadese.
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