Webb revela detalls intricats de les restes d'una estrella moribunda

Nota de l'editor: Aquest post destaca dades de la ciència en curs del Webb, que encara no ha passat pel procés de revisió per parells.

El telescopi espacial James Webb de la NASA va obtenir imatges de la nebulosa de l'Anell, un dels exemples més coneguts de nebulosa planetària. Com la nebulosa de l'Anell del Sud, una de les primeres imatges del Webb, la nebulosa de l'Anell mostra intricades estructures de les etapes finals d'una estrella moribunda. Roger Wesson, de la Universitat de Cardiff, ens explica més sobre aquesta fase del cicle de vida estel·lar d'una estrella similar al Sol i com les observacions del Webb li han proporcionat a ell i als seus col·legues valuosos coneixements sobre la formació i l'evolució d'aquests objectes, insinuant un paper clau per a les companyes binàries.

Clic a la imatge per engrandir. El telescopi espacial James Webb de la NASA ha observat la coneguda Nebulosa de l'Anell amb un detall sense precedents. Formada per una estrella que es desprèn de les capes exteriors en quedar-se sense combustible, la Nebulosa de l'Anell és una nebulosa planetària arquetípica. Aquesta nova imatge de la càmera NIRCam (Near-Infrared Camera) del Webb mostra detalls intricats de l'estructura de filaments de l'anell interior. A la nebulosa hi ha uns 20.000 glòbuls densos, rics en hidrogen molecular. En canvi, la regió interior mostra gas molt calent. L'embolcall principal conté un fi anell d'emissió realçada procedent de molècules basades en el carboni conegudes com a hidrocarburs aromàtics policíclics (HAP). Descarregueu aquí la versió a resolució completa del Space Telescope Science Institute. Crèdit: ESA/Webb, NASA, CSA, M. Barlow (University College London), N. Cox (ACRI-ST), R. Wesson (Cardiff University)

Abans es pensava que les nebuloses planetàries eren objectes simples i rodons amb una única estrella moribunda al centre. Rebien aquest nom pel seu aspecte borrós i planetari a través de petits telescopis. Fa només uns milers d'anys, aquesta estrella era encara una gegant vermella que estava perdent la major part de la seva massa. Com a últim adéu, el nucli calent ionitza ara, o escalfa, aquest gas expulsat, i la nebulosa respon amb una acolorida emissió de llum. No obstant això, les observacions modernes mostren que la majoria de les nebuloses planetàries presenten una complexitat sorprenent: cal preguntar-se com pot una estrella esfèrica crear estructures no esfèriques tan intricades i delicades.

 

La nebulosa de l'Anell és un objectiu ideal per desentranyar alguns dels misteris de les nebuloses planetàries. És a prop, a uns 2.200 anys llum, i és brillant: visible amb prismàtics en una nit clara d'estiu des de l'hemisferi nord i gran part del sud. El nostre equip, anomenat ESSENcE (Evolved Stars and their Nebulae in the JWST Era, sigles de Les estrelles evolucionades i les seves nebuloses a l'era del JWST), és un grup internacional d'experts en nebuloses planetàries i objectes relacionats. La nebulosa de l'Anell encaixa perfectament en el camp de visió dels instruments NIRCam (Near-Infrared Camera) i MIRI (Mid-Infrared Instrument) del Webb, cosa que ens permetria estudiar-la amb un detall espacial sense precedents. General d'Observadors (Programa 1558), i el Webb va capturar imatges de la Nebulosa de l'Anell tot just unes setmanes després que comencessin les operacions científiques, el 12 de juliol de 2022.

Quan vam veure les imatges per primera vegada, ens vam quedar sorpresos per la quantitat de detalls que contenien", diu Roger Wesson. "L'anell brillant que dóna nom a la nebulosa està compost per uns 20.000 grups individuals de gas hidrogen molecular dens, cadascun tan massiu com la Terra dins de l'anell, hi ha una estreta banda d'emissió d'hidrocarburs aromàtics policíclics, o HAP, molècules complexes que contenen carboni i que no esperaríem que es formessin a la nebulosa de l'anell. que apunten directament en direcció oposada a l'estrella central i que destaquen a l'infraroig, però que només eren visibles molt feblement a les imatges del telescopi espacial Hubble.  Creiem que això podria ser degut a molècules que es poden formar a les ombres de les parts més denses de l'anell, on estan protegides de la radiació directa i intensa de l'estrella central calenta.

Clic a la imatge per engrandir. Aquesta nova imatge de la Nebulosa de l'Anell obtinguda amb l'instrument MIRI (Mid-InfraRed Instrument) del Webb revela detalls particulars a les característiques concèntriques de les regions exteriors de l'anell de la nebulosa. Són uns deu arcs concèntrics situats just més enllà de la vora exterior de l'anell principal. Es creu que els arcs s'originen per la interacció de l'estrella central amb una companya de baixa massa que orbita a una distància comparable a la que hi ha entre la Terra i Plutó. Descarregueu aquí la versió a resolució completa del Space Telescope Science Institute. Crèdits: ESA/Webb, NASA, CSA, M. Barlow (University College London), N. Cox (ACRI-ST), R. Wesson (Cardiff University).

 

Segons Roger Wesson "les nostres imatges MIRI ens van proporcionar la visió més nítida i clara fins ara del tènue halo molecular situat fora de l'anell brillant. Una revelació sorprenent va ser la presència de fins a deu característiques concèntriques espaiades regularment dins aquest feble halo. anys, aproximadament, quan l'estrella central es desprenia de les seves capes externes, quan una estrella evoluciona fins a convertir-se en una nebulosa planetària, no hi ha cap procés que coneguem que tingui aquest període de temps. estrella companya al sistema, orbitant més o menys tan lluny de l'estrella central com Plutó del nostre Sol. Mentre l'estrella moribunda desprenia la seva atmosfera, l'estrella companya va donar forma al flux de sortida i ho va esculpir.Cap telescopi anterior tenia la sensibilitat i la resolució espacial necessàries per descobrir aquest subtil efecte".
 

Llavors, com va formar una estrella esfèrica una nebulosa tan estructurada i complicada com la Nebulosa de l'Anell? Una petita ajuda d'una companya binària podria ser part de la resposta.

Ho he vist aquí.