James Webbs beelden van Wolf-Rayet 140 onthullen hoe massieve sterren koolstofrijk stof de ruimte in slingeren, een proces dat cruciaal is voor ons begrip van kosmisch stof en de rol ervan in sterrenvorming.
Op een afstand van ongeveer 5.000 lichtjaar, in het sterrenbeeld Zwaan (Cygnus), bevindt zich een bijzonder dubbelstersysteem: Wolf-Rayet 140. Dit systeem bestaat uit twee massieve sterren die niet alleen opvallen door hun intense lichtkracht, maar ook door een opmerkelijk proces dat nu met ongekende details is vastgelegd door de James Webb-ruimtetelescoop (JWST). Het resultaat? Een reeks van 17 concentrische stofringen die de ruimte in razen, met snelheden van bijna 1 procent van de lichtsnelheid.
Hoe stof ontstaat bij Wolf-Rayet 140
De sterren in Wolf-Rayet 140 volgen een elliptische baan, waarbij ze elkaar elke 7,9 jaar naderen tot een afstand van slechts 1,3 astronomische eenheden (ongeveer 195 miljoen kilometer). Deze nauwe benadering is cruciaal omdat het de intensiteit van de botsende sterrenwinden maximaliseert, wat essentieel is voor het proces van stofvorming. Tijdens deze ontmoeting (de periastron) botsen de krachtige stellaire winden van beide sterren. De ene ster is een o-type-reus, de andere een Wolf-Rayet-ster, een zeldzaam type dat bekendstaat om het uitstoten van grote hoeveelheden materiaal.
Wanneer de sterrenwinden botsen, comprimeert het materiaal, koelt het af en vormt koolstofrijk stof dat miljoenen keren kleiner is dan een millimeter. Deze stofdeeltjes vormen ringen die, als een soort kosmische tijdcapsules, van de sterren wegdrijven. Iedere ring markeert een volbrachte periastron, wat betekent dat dit proces al meer dan een eeuw gaande is. Sommige van de stofringen zijn zelfs zo groot als ons zonnestelsel.
Unieke inzichten dankzij JWST
Met behulp van het Mid-Infrared Instrument (MIRI) van JWST konden wetenschappers de uitdijende stofringen niet alleen waarnemen, maar ook hun snelheid en structuur analyseren. MIRI is speciaal ontworpen om licht in het midden-infrarood-spectrum te detecteren, wat het mogelijk maakt om koude stofdeeltjes en complexe structuren met ongekende precisie te bestuderen. De ringen bewegen consistent met een snelheid van ongeveer 2.600 kilometer per seconde. Zoals Ryan Lau, een astronoom bij het NoirLab in Tucson, opmerkt: “Met deze ongelooflijke details kunnen we precies bestuderen wanneer de sterren stof vormen — bijna tot op de dag.”
De toekomst van Wolf-Rayet 140
Op termijn zullen de sterren in Wolf-Rayet 1400 een dramatisch einde tegemoet gaan. De supernova van de Wolf-Rayet-ster zal een enorme impact hebben op het omliggende gebied, waarbij de vrijkomende energie en materialen mogelijk nieuwe stervormingsprocessen kunnen stimuleren. Toekomstige waarnemingen zullen ons helpen begrijpen hoe deze explosies het interstellaire medium beïnvloeden. De Wolf-Rayet-ster, met een massa die tien keer groter is dan die van onze zon, zal exploderen als een supernova. Afhankelijk van de kracht van deze explosie zullen de koolstofrijke stofringen ofwel worden vernietigd, ofwel blijven bestaan en bijdragen aan het interstellaire medium — het materiaal waaruit nieuwe sterren en planeten kunnen ontstaan. “Een grote vraag in de astronomie is: waar komt al het stof in het universum vandaan?” zegt Lau. “Als dit koolstofrijke stof overleeft, kan het ons helpen dat raadsel op te lossen.”
De beelden van Wolf-Rayet 140 zijn niet alleen een visueel spektakel, maar bieden ook belangrijke inzichten in hoe elementen zoals koolstof, essentieel voor leven, zich door het universum verspreiden. Deze inzichten helpen wetenschappers bij het beantwoorden van bredere vragen over de oorsprong van kosmisch stof en de rol ervan in het ontstaan van sterrenstelsels en planeten. Dankzij de James Webb-ruimtetelescoop kunnen we niet alleen begrijpen hoe sterren zoals die in Wolf-Rayet 140 stof produceren, maar ook hoe dit proces bijdraagt aan de bouwstenen van nieuwe sterren en planeten. Zoals Carl Sagan ooit zei: “Wij zijn gemaakt van sterrenstof…” en de ontdekkingen bij Wolf-Rayet 140 tonen hoe dat stof tot leven komt.
De afgelopen decennia zijn er prachtige foto’s gemaakt van interstellaire nevels, sterrenstelsels, planeten, andere hemellichamen en in de ruimtevaart. Ieder weekend halen we een indrukwekkende ruimtefoto uit het archief. Genieten van alle foto’s? Bekijk ze op deze pagina. Heb je zelf bijzondere (astro)foto’s die je wil delen met ons? Stuur ze in via ons mailadres o.v.v. ‘Ruimtefoto’!