Imagen en infrarrojo medio del JWST de las espirales de polvo alrededor del sistema estelar triple Apep, que incluye dos estrellas Wolf-Rayet. (Crédito de la imagen: NASA/ESA/CSA/STScI; Ciencia: Yinuo Han (Caltech)/Ryan White (Universidad Macquarie); Procesamiento de la imagen: Alyssa Pagan (STScI).)
Una serie anidada de espirales polvorientas gira alrededor de un poderoso sistema estelar triple que contiene dos de las estrellas más raras de la galaxia, captada en una nueva imagen del telescopio espacial James Webb (JWST) de la NASA.
El sistema triple recibe el nombre de Apep, en honor al dios egipcio del caos y del caos cósmico. Se aprecia de forma espectacular en la nueva imagen infrarroja media del JWST , que lo muestra como un inmenso embrión cósmico. Dos de las estrellas de Apep son estrellas Wolf-Rayet , estrellas masivas y extremadamente calientes que viven en un estado de inestabilidad extrema, con potentes vientos estelares que arrastran enormes cúmulos de material, dejando al descubierto un interior rico en helio, nitrógeno y carbono. Se conocen tan solo unas 1000 estrellas Wolf-Rayet en nuestra galaxia, la Vía Láctea , entre más de 100 mil millones de estrellas.
El material arrastrado por los vientos estelares —no vientos como los conocemos en la Tierra, sino corrientes de partículas cargadas— forma una nebulosa. Cuando una estrella Wolf-Rayet forma parte de un sistema binario con otra estrella, las interacciones gravitatorias entre ambas pueden moldear la forma de dicha nebulosa. Apep, sin embargo, es única, hasta donde sabemos, porque presenta dos estrellas Wolf-Rayet orbitando una alrededor de la otra en una órbita de 190 años. En su máximo acercamiento, sus vientos estelares colisionan, produciendo un polvo denso y rico en carbono que forma una espiral a lo largo de 25 años cada vez. Cada espiral comienza entonces a expandirse hacia el exterior.
«Se trata de un sistema único con un período orbital increíblemente raro», afirmó Ryan White, estudiante de doctorado de la Universidad Macquarie en Sídney, Australia, en un comunicado . «La siguiente órbita más larga para un sistema binario Wolf-Rayet polvoriento es de unos 30 años. La mayoría tienen órbitas de entre dos y diez años».
Cuando Apep fue descubierta en luz visible en 2018 por el Very Large Telescope (VLT) del Observatorio Europeo Austral (ESO) en Chile, solo era visible la espiral más brillante y la más interna, pero se sospechaba la existencia de más. El instrumento de infrarrojo medio (MIRI) del telescopio espacial Johnson (JWST) las ha captado ahora, anidadas unas dentro de otras y representando cuatro aproximaciones de las estrellas en los últimos 700 años aproximadamente. La espiral más externa es la más tenue, en la periferia del campo de visión del JWST.
«Observar las nuevas imágenes del Webb fue como entrar en una habitación oscura y encender la luz: todo se hizo visible», dijo Yinuo Han, del Instituto Tecnológico de California en Pasadena, autor principal de uno de los artículos que describen las observaciones, mientras que White es el autor principal de otro. «Hay polvo por todas partes en la imagen del Webb, y el telescopio muestra que la mayor parte fue expulsada en estructuras repetitivas y predecibles».
El estudio de White refinó las órbitas de las estrellas de Apep al combinar los datos del JWST con ocho años de observaciones del Very Large Telescope que muestran la expansión de la capa de polvo más interna.
Sorprendentemente, las imágenes revelan la presencia de una tercera estrella, incluso más masiva que las dos estrellas Wolf-Rayet. Tanto en las imágenes del Very Large Telescope como en las del JWST, el sistema estelar triple no se distingue con claridad, apareciendo como una sola estrella a la distancia de Apep, aproximadamente a 8000 años luz , aunque su distancia exacta sigue siendo un misterio.
Un remolino blanco está rodeado por una burbuja de gas naranja, rosa y morado, con líneas que lo atraviesan mostrando diversos cambios.
Si bien las estrellas Wolf-Rayet tienen masas entre 10 y 20 veces la de nuestro Sol , su compañera triple es una supergigante con una masa entre 40 y 50 veces mayor que la del Sol . Su presencia se revela a través de la forma en que interactúa con los vientos estelares y el polvo de las estrellas Wolf-Rayet, dejando una cavidad en las espirales en expansión. Esta cavidad se observa mejor entre las 10 y las 2 en punto en la imagen del JWST.
"La cavidad se encuentra más o menos en el mismo lugar en cada concha y tiene forma de embudo", dijo White.
Las tres estrellas están destinadas a explotar como supernovas ; las dos estrellas Wolf-Rayet posiblemente exploten en forma de estallidos de rayos gamma, dejando tras de sí agujeros negros de masa estelar que serán orbitados por una estrella de neutrones que quedará cuando explote la supergigante más masiva.https://www.space.com/astronomy/james-webb-space-telescope/james-webb-space-telescope-captures-one-of-a-kind-triple-star-system-that-looks-like-a-cosmic-embryo-image
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