Najnowsze obrazy z Kosmicznego Teleskopu Jamesa Webba (JWST), opublikowane przez NASA i ESA, wprawiły świat nauki w osłupienie. Skierowanie instrumentów na układ gwiazd Apep ujawniło nie jedną, a cztery precyzyjne, koncentryczne spirale pyłu. To, co wygląda jak delikatny kwiat na kosmicznym oceanie, jest w rzeczywistości zapisem gwałtownej walki dwóch umierających olbrzymów, pędzących ku zagładzie.
Źródło: NASA/ESA/CSA/STScI
Taniec wiatru i ognia: Czym jest Apep?
System Apep (skatalogowany jako 2XMM J160050.7–514245) to jeden z najbardziej ekstremalnych obiektów w naszej Galaktyce. Swoją nazwę zawdzięcza staroegipskiemu bóstwu chaosu, przedstawianemu pod postacią wielkiego węża – i patrząc na nowe zdjęcia z Webba, trudno o lepszą metaforę.
Układ ten, oddalony od Ziemi o około 8000 lat świetlnych, składa się z trzech gwiazd, ale głównymi aktorami tego dramatu są dwie gwiazdy Wolfa-Rayeta. To rzadkie, supermasywne i niezwykle gorące słońca, które znajdują się na absolutnym finiszu swojego życia. Gwiazdy te spalają paliwo w zawrotnym tempie, wyrzucając w przestrzeń swoje zewnętrzne warstwy z prędkościami dochodzącymi do milionów kilometrów na godzinę.
Zagadka „niemożliwego” pyłu
To, co najbardziej intryguje astronomów, to obecność ogromnych ilości pyłu wokół tak gorących gwiazd. Zgodnie z prawami fizyki, intensywne promieniowanie ultrafioletowe emitowane przez gwiazdy Wolfa-Rayeta powinno natychmiast rozbijać wszelkie cząsteczki i uniemożliwiać formowanie się ziaren pyłu. A jednak, Apep jest nim otoczony. Jak to możliwe?
Nowe dane z instrumentu MIRI (Mid-Infrared Instrument) na pokładzie JWST dostarczają odpowiedzi. Okazuje się, że pył powstaje w strefie szoku – tam, gdzie potężne wiatry gwiazdowe obu olbrzymów zderzają się ze sobą.
To trochę jak zderzenie dwóch huraganów. W miejscu kolizji gaz ulega gwałtownej kompresji, a w cieniu tej turbulencji temperatura spada wystarczająco, by węgiel mógł skondensować się w sadzę – kosmiczny pył – wyjaśniają badacze analizujący dane z Webba.
Kosmiczny zraszacz i cztery pętle czasu
Dlaczego jednak pył układa się w tak idealną spiralę? To efekt ruchu orbitalnego gwiazd. Dwa olbrzymy okrążają się nawzajem, a miejsce ich kolizji (i produkcji pyłu) przesuwa się wraz z nimi. Działa to dokładnie jak obrotowy zraszacz ogrodowy, który wyrzuca wodę (w tym przypadku pył) w wirującym wzorze.
Wcześniejsze teleskopy widziały ten system jako rozmytą plamę. Rozdzielczość Webba pozwoliła wyodrębnić cztery oddzielne zwoje tej spirali. Każdy z nich odpowiada jednemu pełnemu obiegowi gwiazd wokół siebie, który trwa około 120-130 lat. Patrząc na zewnętrzne pierścienie, patrzymy w przeszłość układu, widząc pył wyrzucony setki lat temu, który teraz rozszerza się w zimną pustkę kosmosu.
Czy grozi nam Gwiezdny Kataklizm?
System Apep jest kandydatem do jednego z najbardziej gwałtownych zjawisk we Wszechświecie – długiego błysku gamma (Long Gamma-Ray Burst). Kiedy gwiazdy Wolfa-Rayeta w końcu zapadną się do czarnych dziur, mogą wyzwolić wiązkę energii zdolną wysterylizować planety na swojej drodze.
Na szczęście dla Ziemi, najnowsze pomiary rotacji gwiazd w systemie Apep sugerują, że oś ewentualnego wystrzału nie jest wycelowana w nasz Układ Słoneczny. Możemy więc bezpiecznie podziwiać ten spektakl destrukcji i tworzenia, który dzięki Teleskopowi Webba stał się jednym z najpiękniejszych obrazów w nowoczesnej astronomii.
Źródła informacji:
- NASA Science / Webb Mission: Webb Captures Dust Shells of Apep
- Nature Astronomy: Publikacje dotyczące fizyki wiatrów w układach WR (Wolf-Rayet)
- ESA: Archiwum obrazów MIRI
Opracowanie: Agnieszka Nowak
