Los astrónomos llevan mucho tiempo intentando averiguar cómo elementos como el carbono, esencial para la vida, se distribuyen ampliamente por el universo. Ahora, el telescopio espacial James Webb de la NASA ha examinado con mayor detalle una fuente continua de polvo rico en carbono en nuestra propia galaxia, la Vía Láctea: Wolf-Rayet 140, un sistema de dos estrellas masivas que siguen una órbita estrecha y alargada.
A medida que se mueven una sobre la otra (dentro del punto blanco central en las imágenes del Webb), los vientos estelares de cada estrella chocan entre sí, el material se comprime y se forma polvo rico en carbono. Las últimas observaciones del Webb muestran 17 capas de polvo que brillan en luz infrarroja media y que se expanden a intervalos regulares hacia el espacio circundante.
«El telescopio no solo confirmó que estas capas de polvo son reales, sino que sus datos también mostraron que se están moviendo hacia afuera a velocidades constantes, revelando cambios visibles en períodos de tiempo increíblemente cortos», dijo Emma Lieb, autora principal de un nuevo artículo sobre este tema y estudiante de doctorado en la Universidad de Denver en Colorado.
El trabajo se publica en The Astrophysical Journal Letters.
Cada capa se aleja de las estrellas a más de 2.600 kilómetros por segundo, casi el 1% de la velocidad de la luz.
«Estamos acostumbrados a pensar que los acontecimientos en el espacio ocurren lentamente, a lo largo de millones o miles de millones de años», añadió Jennifer Hoffman, coautora y profesora de la Universidad de Denver. «En este sistema, el observatorio muestra que las capas de polvo se expanden de un año al siguiente».
Las imágenes de infrarrojo medio del telescopio detectaron capas que han persistido durante más de 130 años (las capas más antiguas se han disipado lo suficiente como para que ahora sean demasiado tenues para detectarlas). Los investigadores especulan que las estrellas generarán en última instancia decenas de miles de capas de polvo a lo largo de cientos de miles de años.
«Las observaciones de infrarrojo medio son absolutamente cruciales para este análisis, ya que el polvo en este sistema es bastante frío. La luz infrarroja cercana y visible solo mostraría las capas que están más cerca de la estrella», explicó Ryan Lau, coautor y astrónomo de NSF NOIRLab en Tucson, Arizona, quien dirigió la investigación inicial sobre este sistema. «Con estos increíbles nuevos detalles, el telescopio también nos permite estudiar exactamente cuándo las estrellas están formando polvo, casi al día».
La distribución del polvo no es uniforme. Aunque esto no es obvio a primera vista, al hacer zoom sobre las capas de las imágenes del Webb se revela que parte del polvo se ha «amontonado», formando nubes amorfas y delicadas que son tan grandes como todo nuestro sistema solar. Muchas otras partículas de polvo individuales flotan libremente. Cada partícula es tan pequeña como una centésima parte del ancho de un cabello humano. Grumoso o no, todo el polvo se mueve a la misma velocidad y es rico en carbono.
El futuro de este sistema
¿Qué sucederá con estas estrellas en millones o miles de millones de años, después de que hayan terminado de «rociar» su entorno con polvo? La estrella Wolf-Rayet en este sistema es 10 veces más masiva que el Sol y se acerca al final de su vida. En su «acto» final, esta estrella explotará como una supernova, posiblemente destruyendo algunas o todas las capas de polvo, o colapsará en un agujero negro, lo que dejaría las capas de polvo intactas.
Aunque nadie puede predecir con certeza lo que sucederá, los investigadores están apoyando el escenario del agujero negro.
«Una de las preguntas más importantes en astronomía es: ¿de dónde proviene todo el polvo del universo?», dijo Lau. «Si el polvo rico en carbono como este sobrevive, podría ayudarnos a comenzar a responder esa pregunta».
«Sabemos que el carbono es necesario para la formación de planetas rocosos y sistemas solares como el nuestro», agregó Hoffman. «Es emocionante tener una idea de cómo los sistemas estelares binarios no solo crean polvo rico en carbono, sino que también lo impulsan hacia nuestro vecindario galáctico».
Estos resultados también se presentaron en una conferencia de prensa en la 245.ª reunión de la Sociedad Astronómica Estadounidense en National Harbor, Maryland.
Con información de The Astrophysical Journal Letters
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