Donglin Wu, estudiante de tercer año de Yale, lidera un nuevo estudio que demuestra que algunas de las estrellas más grandes del universo desprenden partículas de polvo muy diminutas. Resulta apropiado que el primer artículo importante de Wu en una revista científica como autor principal se centre en el polvo estelar: diminutos granos sólidos que se forman a partir de los vientos estelares, se desplazan hacia el espacio interestelar y, con el tiempo, podrían formar parte de nuevos planetas.
Wu siempre ha sentido admiración por la majestuosidad y el misterio de las estrellas. De niño, en Shanghái, contemplaba el cielo maravillado por su significado. Aporta ese mismo espíritu de curiosidad a sus estudios en Yale, especialmente a su trabajo con Héctor Arce, profesor de astronomía en la Facultad de Artes y Ciencias, y Daisuke Nagai, profesor de física y astronomía en la FAS.
«La astronomía y la astrofísica tienen una conexión muy romántica», afirma Wu. Miras al cielo nocturno y piensas en lo inmenso que es. Hay tantas cosas que aún se desconocen: cosas difíciles de observar, cosas raras.
Una rareza en astronomía es el tema del nuevo estudio de Wu, publicado en The Astrophysical Journal.
Investigando un sistema estelar inusual
Wu analizó datos observacionales de WR 112, un sistema estelar binario que contiene una estrella Wolf-Rayet masiva y poco común, conocida por sus espectros inusuales y su vida relativamente corta. En este caso, una estrella Wolf-Rayet, intensamente caliente y moribunda, orbita a otra estrella compañera.
Juntas, estas estrellas expulsan poderosos vientos estelares que colisionan y crean regiones densas y frías donde se forma polvo, antes de que este se disperse en el espacio interestelar por la intensa luz estelar.
Para el estudio, Wu y sus coautores analizaron datos del Telescopio Espacial James Webb (JWST) y del Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) para comprender mejor el polvo estelar de WR 112.
Si bien imágenes previas del JWST en el infrarrojo medio revelaron brillantes arcos espirales de polvo en WR 112, los investigadores no detectaron polvo en las sensibles observaciones milimétricas de ALMA. Solo pequeños y cálidos granos de polvo pudieron ocultarse de la vista de ALMA, uno de los telescopios milimétricos más potentes de la Tierra.
Descubrimiento de granos de polvo sorprendentemente diminutos
Al analizar los datos combinados del JWST y ALMA, los investigadores descubrieron que los granos de polvo en las estructuras espirales extendidas probablemente sean menores de un micrómetro, y la mayoría debería tener un diámetro de tan solo unos pocos nanómetros (o milmillonésimas de metro). «Es asombroso saber que algunas de las estrellas más masivas del universo producen partículas de polvo diminutas antes de morir», afirmó Wu, quien realizó el estudio como parte de un programa de investigación de verano para estudiantes de grado en el Instituto Tecnológico de California. «La diferencia de tamaño entre la estrella y el polvo que produce es de aproximadamente un trillón a uno».
El equipo internacional también encontró evidencia de que el polvo de WR 112 se presenta en dos tamaños distintos: un grupo mayor de granos de tamaño nanométrico y un grupo menor de granos de aproximadamente 0,1 micrómetros de diámetro. Este descubrimiento reconcilió décadas de mediciones contradictorias de sistemas binarios similares, que revelaban solo granos muy diminutos o solo granos de mayor tamaño.
Los investigadores también exploraron varios procesos físicos que, en principio, pueden descomponer o evaporar los granos de polvo cerca del intenso campo de radiación de las estrellas. Indicaron que estos procesos tienden a destruir los granos de tamaño intermedio en ciertas condiciones.
Debido a que WR 112 es uno de los productores de polvo más prolíficos de su tipo (produce una cantidad de polvo equivalente a tres lunas terrestres cada año), las nuevas mediciones del tamaño de grano tienen grandes implicaciones en la cantidad de polvo de carbono que los sistemas binarios masivos pueden aportar a la galaxia en general.
Con información de The Astrophysical Journal
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