Путешествие звездной трансформации

Космический телескоп Джеймса Уэбба проливает свет на происхождение и роль космической пыли

Джеймс, хотя и редко, служат важными предшественниками захватывающего финала массивных звезд — сверхновой. В 2022 году космический телескоп Джеймса Уэбба (JWST), совместное предприятие НАСА, ЕКА и CSA, сфокусировал свой объектив на неуловимой звезде Вольфа-Райе WR 124, запечатлев ее в мельчайших деталях. Эта звезда, окруженная ореолом газа и пыли, демонстрирует замысловатые узоры и историю прерывистых выбросов. По мере того, как эти звезды приближаются к своей окончательной гибели, астрономы также изучают их в поисках ключей к новым началам. Бурные туманности вокруг звезд Вольфа-Райе порождают космическую пыль, содержащую тяжелые элементы, составляющие основу современной Вселенной, включая жизнь на нашей планете.

Первые наблюдения космического телескопа имени Джеймса Уэбба НАСА/ЕКА/КСА предоставили редкую возможность изучить одну из самых ярких, массивных и эфемерных известных звезд – звезду Вольфа-Райе. Усовершенствованные инфракрасные инструменты телескопа с беспрецедентной точностью обнаружили звезду WR 124, расположенную на расстоянии 15 000 световых лет в созвездии Стрельца.

Фаза Вольфа-Райе

Массивные звезды быстро проходят свой жизненный цикл, и лишь немногие избранные проходят мимолетную фазу Вольфа-Райе, прежде чем превратиться в сверхновую. Это делает подробные наблюдения JWST бесценными для астрономов. Когда звезды Вольфа-Райе сбрасывают свои внешние слои, они образуют характерные ореолы из газа и пыли. WR 124, масса которого в 30 раз превышает массу Солнца, уже выбросила материал, эквивалентный 10 массам Солнца. Когда этот выброшенный газ удаляется от звезды и охлаждается, он образует космическую пыль, которая светится в инфракрасном свете, обнаруживаемом JWST.

Изучение космической пыли, способной выдержать взрыв сверхновой и внести свой вклад в общий «пылевой бюджет» Вселенной, интересует астрономов по многим причинам. Пыль играет важную роль в космическом балансе, защищая зарождающиеся звезды, помогая формированию планет и служа основой для сборки и агрегации молекул, включая строительные блоки жизни на Земле. Несмотря на многие важные функции, количество пыли во Вселенной превышает то, что могут объяснить современные теории, что приводит к профициту бюджета пыли.

Новые возможности для исследования космической пыли

Космический телескоп Джеймса Уэбба предлагает новые возможности для исследования космической пыли, которую лучше всего наблюдать в инфракрасном диапазоне. Камера ближнего инфракрасного диапазона (NIRCam) телескопа одновременно фиксирует яркое ядро ​​WR 124 и сложные узоры в более слабом окружающем газе. Кроме того, Mid-Infrared Instrument (MIRI) выявляет слипшуюся структуру газопылевой туманности, окружающей звезду. До JWST астрономам не хватало подробной информации, необходимой для изучения образования пыли в таких средах, как WR 124, и для определения того, была ли эта пыль достаточно большой и многочисленной, чтобы выдержать и внести значительный вклад в общий бюджет пыли. Теперь эти вопросы можно рассмотреть на реальных данных.

Такие звезды, как WR 124, также функционируют как аналоги, помогая астрономам понять критический период в ранней истории Вселенной. Подобные умирающие звезды посеяли зарождающуюся вселенную тяжелыми элементами, созданными в их ядрах, которые теперь являются обычным явлением в нынешнюю эпоху, в том числе и на Земле. Детальное изображение WR 124, сделанное JWST, отражает мимолетный, бурный период изменений и предвещает будущие открытия, которые раскроют загадочную природу космической пыли.