Fenômeno Extraordinário no Espaço Capturado por Nova Imagem Encantadora

 Nova imagem do Telescópio Espacial James Webb da nebulosa espetacular em torno de WR 140. (JWST/MIRI/Judy Schmidt) 

O Universo, realmente, está cheio de maravilhas, e o Telescópio Espacial James Webb acaba de nos dar nossas melhores visões de uma delas até agora. O objeto em questão é uma estrela a cerca de 5.600 anos-luz de distância, e o olho infravermelho de Webb captou um detalhe extraordinário: está cercado pelo que parecem ser anéis concêntricos de luz irradiando para fora.

Embora os picos de difração característicos de Webb não sejam 'reais', esses anéis concêntricos são - e há uma explicação maravilhosa e fascinante para eles. A estrela é na verdade um par binário de estrelas raras na constelação de Cygnus, e suas interações produzem erupções periódicas precisas de poeira que estão se expandindo em conchas no espaço ao redor do par ao longo do tempo.

Essas conchas de poeira estão brilhando no infravermelho, o que permitiu que um instrumento tão sensível quanto o MIRI de Webb as resolvesse com detalhes requintados.

A estrela é o que é conhecido como um binário de vento em colisão, consistindo de uma estrela Wolf-Rayet extremamente rara, chamada WR 140, e uma companheira estelar quente e massiva do tipo O – outro objeto raro.  As estrelas Wolf-Rayet são muito quentes, muito luminosas e muito antigas; no final de sua vida útil da sequência principal. Eles são significativamente esgotados em hidrogênio, ricos em nitrogênio ou carbono e perdendo massa a uma taxa muito alta.

As estrelas do tipo O estão entre as estrelas mais massivas conhecidas, também muito quentes e brilhantes; por serem tão massivos, sua expectativa de vida é incrivelmente breve. Ambas as estrelas do sistema WR 140 têm ventos estelares rápidos , soprando para o espaço a cerca de 3.000 quilômetros (1.864 milhas) por segundo. Ambos estão, portanto, perdendo massa a uma taxa bastante furiosa. Até agora tudo normal, para ambas as estrelas.

Onde fica interessante é sua órbita, que é elíptica. Isso significa que as estrelas não descrevem círculos bonitos e organizados ao redor umas das outras, mas sim ovais, com um ponto em que estão mais distantes uma da outra (apástrom) e um ponto em que estão mais próximos um do outro (periástro).

Quando as duas estrelas entram no periastro – uma distância cerca de um terço maior que a distância entre a Terra e o Sol – elas se aproximam o suficiente para que seus ventos poderosos colidam. Isso produz choques no material ao redor das estrelas, acelerando as partículas e gerando radiação energética, como os raios X. Esses ventos em colisão também induzem episódios de formação de poeira à medida que o material do vento estelar em colisão esfria. 

Esse processo pode ser visto na animação abaixo, que mostra como seria o sistema de cima para baixo.

Animação mostrando como o binário WR 140 produz poeira no periastro. (NASA, ESA, Joseph Olmsted/STScI) 

A poeira é uma forma de carbono, que absorve a luz ultravioleta das duas estrelas. Isso aquece a poeira, fazendo com que ela reemita radiação térmica – que é o que é observado pelo Webb em comprimentos de onda infravermelhos.

A poeira é então soprada para fora pelo vento estelar, resultando na expansão das camadas parciais de poeira. Eles se expandem e esfriam à medida que são soprados para fora, perdendo calor e densidade.

O que você está vendo na imagem de Webb é um pouco como uma série de bolhas; a borda de cada camada de poeira é mais visível porque você está olhando para uma concentração mais densa de material devido à perspectiva.

Como a órbita da estrela binária tem um período de 7,94 anos, a colisão do vento e a produção de poeira ocorrem como um relógio a cada 7,94 anos. Isso significa que você pode contar os anéis da nebulosa ao redor do binário, como anéis de árvores, para determinar a idade da camada de poeira visível mais externa.

Cerca de 20 anéis são visíveis, o que significa que você pode ver cerca de 160 anos de conchas de poeira na imagem do Webb. O mais recente periastro WR 140 foi observado em 2016. A observação de Webb do WR 140 foi solicitada por uma equipe liderada pelo astrofísico Ryan Lau, do Instituto de Ciência Espacial e Astronáutica da Agência de Exploração Aeroespacial do Japão.

Eles estão preparando um artigo sobre as observações , então é possível que estejamos à beira de descobrir algo novo sobre essa estrela fascinante e louca.

Fonte: sciencealert.com