Il telescopio spaziale James Webb cattura le “impronte digitali” nello spazio

Questa spettacolare immagine dal profondo del cosmo sembra quasi che qualcuno l’abbia macchiata con il pollice.

Ma l’effetto non proviene da un’impronta digitale umana, è in realtà il risultato di un raro tipo di stella e della sua compagna bloccati in una danza celeste.

La vista intrigante di almeno 17 anelli di polvere è stata individuata dal nuovo James Webb Space Telescope (JWST) della NASA.

Ogni anello è stato creato quando le due stelle si sono avvicinate e i flussi di gas che soffiano nello spazio si sono scontrati, comprimendo il gas e formando polvere.

L’orbita delle stelle le riunisce circa una volta ogni otto anni, e come gli anelli del tronco di un albero, i cappi di polvere scandiscono il passare del tempo.

Situata a più di 5.000 anni luce dalla Terra, la stella e la sua compagna sono conosciute collettivamente come Wolf-Rayet 140 (WR 140).

Ryan Lau, astronomo del NOIRLab della National Science Foundation, ha dichiarato: “Stiamo osservando oltre un secolo di produzione di polvere da questo sistema.

‘L’immagine illustra anche quanto sia sensibile JWST. Prima eravamo in grado di vedere solo due anelli di polvere, usando telescopi terrestri.

“Ora ne vediamo almeno 17.”

Oltre alla sensibilità complessiva di Webb, il Mid-Infrared Instrument (MIRI) è qualificato in modo univoco per studiare gli anelli di polvere, o ciò che i ricercatori chiamano gusci.

Questo perché è visto nella luce infrarossa, una gamma di lunghezze d’onda invisibile all’occhio umano.

In confronto, il predecessore di Webb, l’iconico telescopio Hubble, rileva le lunghezze d’onda ultraviolette e la luce visibile.

L’UK Astronomy Technology Center (UK ATC) ha svolto un ruolo chiave nella progettazione e costruzione dello spettrometro MIRI che è stato utilizzato per rivelare la composizione della polvere, formata principalmente dal materiale espulso dalla stella, un tipo speciale noto come Wolf-Rayet stella.

Questo tipo di stella nasce con una massa almeno 25 volte superiore a quella del Sole terrestre e si avvicina alla fine della sua vita.

Bruciando più che nella sua giovinezza, una stella di Wolf-Rayet genera potenti venti che spingono enormi quantità di gas nello spazio.

Gli esperti ritengono che la stella Wolf-Rayet in questa particolare coppia possa aver perso più della metà della sua massa originale attraverso questo processo.

Dicono che trasformare il gas in polvere sia un po’ come trasformare la farina in pane: richiede condizioni e ingredienti specifici.

L’idrogeno, l’elemento più comune che si trova nelle stelle, non può formare polvere da solo.

Tuttavia, poiché le stelle di Wolf-Rayet perdono così tanta massa, espellono anche elementi più complessi che si trovano tipicamente nelle profondità dell’interno di una stella, incluso il carbonio.

Gli elementi pesanti del vento si raffreddano mentre viaggiano nello spazio e vengono quindi compressi dove si incontrano i venti di entrambe le stelle, come quando due mani impastano la pasta.

I ricercatori affermano che mentre alcuni altri sistemi Wolf-Rayet formano polvere, nessuno è noto per creare anelli come fa Wolf-Rayet 140.

L’esclusivo schema ad anello si forma perché l’orbita della stella Wolf-Rayet in WR 140 è allungata, non circolare.

Solo quando le stelle si avvicinano – all’incirca alla stessa distanza tra la Terra e il Sole – e i loro venti si scontrano, il gas è sotto pressione sufficiente per formare polvere.

Gli astronomi pensano che i venti del WR 140 abbiano anche spazzato via l’area circostante da materiale residuo con cui altrimenti potrebbero entrare in collisione, il che potrebbe spiegare perché gli anelli sono così incontaminati.

La dott.ssa Olivia Jones, Webb Fellow presso l’ATC del Regno Unito a Edimburgo, e coautrice dello studio, ha dichiarato: “Non solo questa è un’immagine spettacolare, ma questo raro fenomeno rivela nuove prove sulla polvere cosmica e su come può sopravvivere nelle dure condizioni ambienti spaziali.

“Questo tipo di scoperte si sta aprendo solo ora a noi attraverso il potere di Webb e MIRI.”

I risultati sono pubblicati sulla rivista Nature Astronomy.