Uma série aninhada de espirais empoeiradas é capturada girando em torno de um poderoso sistema estelar triplo contendo duas das estrelas mais raras da galáxia em uma nova imagem do Telescópio Espacial James Webb (JWST) da NASA.
O sistema triplo é apelidado de Apep, em homenagem ao deus egípcio do caos e do caos cósmico. Está em exibição dramática em JWSTA nova imagem no infravermelho médio, que faz o objeto parecer um imenso embrião cósmico. Dois dos estrelas em Apep são Estrelas Wolf-Rayetque são estrelas massivas e extremamente quentes que vivem uma vida beirando a instabilidade, com poderosas ventos estelares transportando enormes aglomerados de material, expondo um interior rico em hélio, nitrogênio e carbono. Apenas cerca de 1.000 estrelas Wolf-Rayet são conhecidas em nosso Galáxia Via Lácteaentre mais de 100 bilhões de outras estrelas.
O material removido pelos ventos – não os ventos como os conhecemos na Terra, mas fluxos de partículas carregadas – forma uma nebulosa, e quando uma estrela Wolf-Rayet existe em um binário sistema com outra estrela, as interações gravitacionais entre as duas podem esculpir a forma dessa nebulosa. Apep, no entanto, é único até onde sabemos, pois apresenta duas estrelas Wolf-Rayet girando em torno uma da outra em uma órbita de 190 anos. Na aproximação mais próxima, os seus ventos estelares colidem, produzindo poeira densa e rica em carbono que forma uma espiral ao longo de 25 anos de cada vez. Cada espiral então inicia a jornada de expansão para fora.
“Este é um sistema único com um período orbital incrivelmente raro”, disse Ryan White, Ph.D. estudante da Universidade Macquarie em Sydney, Austrália, em um declaração. “A próxima órbita mais longa para um binário Wolf-Rayet empoeirado é de cerca de 30 anos. A maioria tem órbitas entre dois e 10 anos.”
Quando Apep foi descoberto em luz óptica em 2018 pelo Observatório Europeu do Sul Telescópio muito grande no Chile, apenas a espiral mais brilhante e mais interna era visível, mas suspeitava-se que existissem mais. O Instrumento de Infravermelho Médio (MIRI) do JWST já os capturou, aninhados uns dentro dos outros e representando quatro aproximações próximas das estrelas ao longo dos últimos 700 anos ou mais. A espiral mais externa é a mais tênue, na periferia da visão do JWST.
“Observar as novas observações de Webb foi como entrar num quarto escuro e acender a luz – tudo ficou à vista”, disse Yinuo Han, do Instituto de Tecnologia da Califórnia, em Pasadena, que é o autor principal de um artigo que descreve as observações, enquanto White é o autor principal de outro. “Há poeira por toda parte na imagem de Webb, e o telescópio mostra que a maior parte dela foi lançada em estruturas repetitivas e previsíveis.”
O estudo de White refinou as órbitas das estrelas de Apep combinando os dados do JWST com oito anos de observações do Very Large Telescope que mapeiam a expansão da camada de poeira mais interna.
Notavelmente, as imagens revelam a presença de uma terceira estrela, ainda mais massiva que as duas estrelas Wolf-Rayet. Nas imagens do Very Large Telescope e do JWST, o sistema estelar triplo não está resolvido, parecendo uma única estrela à distância de Apep de aproximadamente 8.000 anos-luzembora a distância exata seja um mistério contínuo.
Embora as estrelas Wolf-Rayet tenham massas entre 10 e 20 vezes a da nossa solseu companheiro triplo é um supergigante entre 40 e 50 vezes enorme como o sol. A sua presença é revelada através da forma como interage com os ventos estelares e a poeira das estrelas Wolf-Rayet, deixando uma cavidade nas conchas em expansão e em espiral. Essa lacuna é melhor visualizada entre as posições de 10 e 2 horas na imagem JWST.
“A cavidade está mais ou menos no mesmo lugar em cada concha e parece um funil”, disse White.
Todas as três estrelas estão destinadas a explodir como um supernovaas duas estrelas Wolf-Rayet possivelmente crescerão como explosões de raios gama deixando para trás massa estelar buracos negros que será orbitado por um estrela de nêutrons deixado para trás quando a supergigante mais massiva explode.
Ambos os artigos foram publicados na quarta-feira (19 de novembro) no The Astrophysical Journal, com o artigo de Han encontrado aqui e o artigo de White aqui.
