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Astrónomos que utilizan el telescopio espacial James Webb han identificado dos estrellas responsables de generar polvo rico en carbono a tan solo 5000 años luz de distancia, dentro de nuestra propia galaxia, la Vía Láctea. Estas estrellas, parte del sistema Wolf-Rayet 140, orbitan en trayectorias elípticas estrechas, y cuando se aproximan entre sí, sus vientos estelares colisionan, generando este polvo vital.
La imagen muestra un punto brillante de luz blanca rodeado por 17 capas de polvo difusas, dispuestas regularmente en la parte inferior, derecha y superior derecha, que se asemejan a los anillos de un árbol. Hay notablemente menos color en la parte superior izquierda. El punto central, donde se encuentran las dos estrellas, tiene una forma aproximadamente hexagonal. Crédito: NASA, ESA, CSA, STScI, E. Lieb (Universidad de Denver), R. Lau (NSF NOIRLab), J. Hoffman (Universidad de Denver).
Los astrónomos llevan décadas tratando de comprender cómo elementos esenciales para la vida, como el carbono, se distribuyen ampliamente por el universo. Ahora, las observaciones detalladas del James Webb han revelado 17 capas de polvo brillante en luz infrarroja media que se expanden a intervalos regulares.
«El telescopio confirmó que estas capas de polvo son reales y también mostró que se mueven hacia el exterior a velocidades constantes, revelando cambios visibles en periodos de tiempo increíblemente cortos», explicó Emma Lieb, autora principal del estudio publicado en Astrophysical Journal Letters y estudiante doctoral en la Universidad de Denver.
Cada capa de polvo se desplaza a más de 2600 kilómetros por segundo, casi el 1 % de la velocidad de la luz.
«Estamos acostumbrados a pensar en eventos espaciales que ocurren lentamente, durante millones o miles de millones de años», comentó la profesora Jennifer Hoffman, otra de las coautoras del estudio. «En este sistema, el observatorio muestra que las envolturas de polvo se expanden de un año al siguiente».
Las observaciones tomadas con solo 13 meses de diferencia permiten apreciar el movimiento en tiempo real de estas capas, lo que resulta «verdaderamente notable», según Olivia Jones, coautora del estudio en el Centro de Tecnología Astronómica del Reino Unido.
Como un reloj cósmico, los vientos de estas estrellas generan polvo durante algunos meses cada ocho años, coincidiendo con su mayor aproximación orbital. El telescopio James Webb también reveló regiones donde cesa la formación de polvo, visibles en las imágenes como áreas más oscuras.
Las imágenes de luz infrarroja media detectaron capas que han persistido durante más de 130 años. Los investigadores creen que este sistema podría generar decenas de miles de estas envolturas en un periodo de cientos de miles de años.
Gráfico de tres partes que muestra las observaciones de Wolf-Rayet 140, un sistema de dos estrellas masivas con 17 capas de polvo a su alrededor. A la derecha aparece un recuadro que muestra una parte de las dos observaciones alineadas, evidenciando que el polvo en forma de arco se ha desplazado. Crédito: NASA, ESA, CSA, STScI, E. Lieb (U. Denver), R. Lau (NSF NOIRLab), J. Hoffman (U. Denver).
«Las observaciones en el infrarrojo medio son cruciales, ya que el polvo en este sistema es relativamente frío. Las observaciones en el infrarrojo cercano o en luz visible solo mostrarían las capas más próximas a la estrella», explicó Ryan Lau, coautor del estudio y astrónomo del NSF NOIRLab.
El sistema plantea preguntas fascinantes sobre su destino. La estrella Wolf-Rayet es 10 veces más masiva que el Sol y se acerca al final de su vida. Podría explotar como supernova, dispersando parte o la totalidad del polvo, o colapsar en un agujero negro, dejando intactas las capas.
«Una gran incógnita en astronomía es: ¿de dónde proviene todo el polvo en el universo?», señaló Lau. Si el polvo rico en carbono sobrevive, podría ayudar a responder esta pregunta crucial.
«Sabemos que el carbono es esencial para la formación de planetas rocosos y sistemas solares como el nuestro. Es emocionante observar cómo los sistemas binarios masivos no solo generan este polvo, sino que también lo dispersan por nuestro vecindario galáctico», concluyó Hoffman.
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