Webb fängt eine wirklich seltsame Reihe von Ringen ein, die von massiven Sternen gebildet werden

Vergrößern Bild mit freundlicher Genehmigung der University of Sydney

Heute hat Nature Astronomy ein Papier veröffentlicht, das zeigt, für welche Art von Wissenschaft das Webb-Teleskop entwickelt wurde. Schon früh war das neue Teleskop auf ein System aus zwei massereichen Sternen gerichtet, die eng umeinander kreisen. Bodenbeobachtungen hatten einen oder zwei Ringe entdeckt, die durch die Wechselwirkungen dieser Riesen entstanden waren; Der Webb konnte feststellen, dass es mindestens 17 konzentrische Materialringe gibt, die in den letzten 130 Jahren eingelagert wurden.

Und nur um es zu zeigen: Astronomen konnten ein Spektrum des Materials erhalten, aus dem die Ringe bestehen.

Es ist schwer in Worte zu fassen, wie seltsam diese Ringe aussehen (überzeugen Sie sich selbst vom Bild oben in diesem Artikel!). Doch die Modellierung der Kräfte, von denen angenommen wird, dass sie sie an Ort und Stelle gebracht haben, erzeugt eine fast exakte Nachbildung der Strukturen.

Ringe um die Riesen

Das als WR 140 bekannte System besteht aus zwei massiven Sternen. Einer ist ein Stern vom Typ O, die größte und heißeste Klasse von Sternen, die wir kennen. Der zweite heißt Wolf-Rayet, eine Klasse massereicher Sterne, die so energiereich sind, dass sie den größten Teil ihres Wasserstoffs ausstoßen und oft schwerere Elemente wie Kohlenstoff oder Stickstoff an die Umgebung abgeben. Diese beiden Giganten umkreisen sich nahe genug beieinander, dass ein Durchstart weniger als acht Jahre dauert, obwohl die Umlaufbahn ziemlich exzentrisch ist.

Aufgrund ihrer hochenergetischen Natur haben diese beiden Sterne starke Sternwinde, die viel Materie in den umgebenden Raum schleudern. Und an Orten, an denen ihre Winde interagieren, kann der Druck so hoch werden, dass die Winde zu Staubpartikeln kondensieren. Dank der Orbitaldynamik führt dies zu einer teilweise ringförmigen Struktur, wobei der größte Teil der Kondensation auf einer Seite der Binärdatei stattfindet. Beobachtungen mit bodengestützten Teleskopen haben einen oder zwei Ringe entdeckt, die sich etwa 5.000-mal so weit wie die Erde-Sonne-Entfernung erstrecken (sogenannte astronomische Einheit oder AE).

Diese Strukturen schienen interessant genug, dass WR140 ein Ziel des diskretionären Wissenschaftsprogramms für vorzeitige Veröffentlichungen von Webbs Direktor werden würde. Und die Bilder sind wirklich spektakulär und zeigen eine Reihe von bis zu 17 Ringen, die sich etwa ein Lichtjahr von den Doppelsternen erstrecken. Es ist wahrscheinlich, dass es noch weitere Ringe gibt, die sich noch weiter erstrecken, aber zu schwach sind, um sie zu erkennen.

Die Ringe sind nicht ganz regelmäßig und an manchen Stellen dicker als an anderen. Diese Unterschiede werden den Beugungsspitzen überlagert, die durch die Form der Webb-Spiegel und der zugehörigen Hardware verursacht werden. Beugungsspitzen wirken sich jedoch auf alle Wellenlängen aus, während Ringmerkmale bei niedrigeren Infrarotenergien viel heller sind, was bei der Unterscheidung der beiden hilft.

Ein Musterring

Theoretisch werden die Details der Ringe, einschließlich ihrer Asymmetrien, durch die orbitalen Wechselwirkungen der beiden Sterne gesteuert. Das Forschungsteam baute daher ein Modell, das die Orbitaldetails und die von den beiden Sternen erzeugten Winde enthält. Die Übereinstimmung zwischen der Modellausgabe und dem, was in HR 140 tatsächlich sichtbar ist, ist überraschend gut, da viele subtile Details des Ringsystems genau vorhergesagt werden. Dies deutet darauf hin, dass wir die physikalischen Kräfte, die dieses System erzeugen, gut verstehen, einschließlich Faktoren, die an einigen Stellen im Orbit mehr Staub erzeugen als an anderen.

Vergrößern / Ein Vergleich des aktuellen WR 140-Systems (links) und der Ausgabe eines Push-Produktionscomputermodells...