Estrelles bessones llancen juntes raigs a l'espai

Des que va començar a funcionar el 2022, el telescopi espacial James Webb (JWST) ha revelat algunes coses sorprenents sobre l'Univers. L'última es va produir quan un equip d'investigadors va utilitzar l'instrument d'infraroig mitjà (MIRI) del Webb per observar Rho Ophiuchi, la nebulosa de formació estel·lar més propera a la Terra, a uns 400 anys llum de distància. Tot i que almenys cinc telescopis han estudiat la regió des de la dècada de 1970, la resolució sense precedents del Webb i els seus instruments especialitzats van revelar el que estava passant al cor d'aquesta nebulosa.

Clic a la imatge per engrandir.  Aquesta recreació artística mostra dues estrelles joves a prop del final de la seva formació. Al voltant de les estrelles hi ha discos de gas i pols dels quals es poden formar planetes. Dolls de gas surten disparats dels pols nord i sud de les estrelles. Crèdit: NASA

Per començar, mentre observaven el que es pensava que era una sola estrella (WL 20S), l'equip es va adonar que estaven observant un parell d'estrelles joves que es van formar entre 2 i 4 milions d'anys enrere. Les dades de MIRI també van revelar que les estrelles bessones tenen raigs coincidents de gas calent (també coneguts com raigs estel·lars) que emanen dels seus pols nord i sud cap a l'espai. El descobriment es va presentar a la 244a reunió de la Societat Astronòmica Americana (224 AAS), celebrada el 12 de juny. Gràcies a observacions addicionals realitzades per l'Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), l'equip es va sorprendre en observar grans núvols de pols i gas envoltant les dues estrelles.

Donada l'edat de les bessones, l'equip va arribar a la conclusió que es podria tractar de discos circumstel·lars que estan formant gradualment un sistema de planetes. Això converteix WL 20S en una troballa valuosa per als astrònoms, ja que els permet observar la formació d'un sistema solar. Com s'ha assenyalat, la nebulosa Rho Ophiuchi ha estat estudiada durant dècades per telescopis infrarojos, com el telescopi espacial Spitzer i el Wide-field Infrared Explorer (WISE, sigles en anglès de Explorador Infraroig de Camp Ampli), l'Infrared Telescope Facility (IRTF, sigles en anglès de Instal·lació de Telescopi Infraroig) de l'Observatori Mauna Kea, el telescopi Hale de 5,0 metres de l'Observatori Palomar i el telescopi Keck II.

Clic a la imatge per engrandir. Aquesta imatge del grup estel·lar WL 20 combina dades de l'ALMA i de l'Instrument MIRI del telescopi Webb de la NASA. Crèdit: NSF/NRAO/NASA/JPL-Caltech/B. Saxton

L'astronomia infraroja és necessària per estudiar nebuloses especialment polsegoses, ja que els núvols de pols i gas oculten la major part de la llum visible de les estrelles que contenen. Gràcies a la seva òptica infraroja avançada, Webb va poder detectar longituds d'ona lleugerament més llargues utilitzant el seu instrument MIRI. Mary Barsony, astrònoma del Carl Sagan Center for the Study of Life in the Universe (part de l'Institut SETI), va ser l'autora principal d'un nou article que en descriu els resultats. Segons va relatar en un comunicat de premsa recent de la NASA.

"Ens vam quedar bocabadats. Després d'estudiar aquesta font durant dècades, pensàvem que la coneixíem prou bé. Però no hauríem sabut que es tractava de dues estrelles o que aquests raigs existien sense el MIRI. És realment sorprenent. És com tenir ulls nous".

Els radiotelescopis són una altra manera d'estudiar les nebuloses, encara que no garanteixen revelar les mateixes característiques que els instruments infrarojos. En el cas de WL 20S, la llum absorbida era visible al rang submil·limètric, pel que ALMA era l'opció ideal per a les observacions de seguiment. Tot i això, les dades d'alta resolució a l'infraroig mitjà eren necessàries per distingir WL 20S com un parell d'estrelles amb discs d'acreció individuals. Això va permetre a l'equip resoldre raigs estel·lars compostos de gas ionitzat que no són visibles en longituds d'ona submil·limètriques.

"La potència d'aquests dos telescopis junts és realment increïble. Si no haguéssim vist que es tractava de dues estrelles, els resultats d'ALMA podrien haver semblat simplement un únic disc amb un lloc al mig. En canvi, tenim noves dades sobre dues estrelles que estan clarament en un punt crític de les seves vides, quan els processos que les van formar s'estan esgotant".

Els resultats combinats de MIRI i ALMA van revelar que les estrelles bessones s'acosten al final del seu període de formació i ja podrien tenir un sistema de planetes. Futures observacions d'aquestes estrelles amb el Webb i altres telescopis permetran als astrònoms aprendre més sobre com les estrelles joves passen de la fase de formació a la de seqüència principal. "És sorprenent que aquesta regió encara tingui tant que ensenyar-nos sobre el cicle de vida de les estrelles", va afirmar Ressler. "Estic entusiasmat per veure què més ens revelarà Webb".

Ho he vist aquí.