Un mister vechi de zeci de ani al astronomiei a fost rezolvat! Ce s-a aflat despre stelele masive?

Misterul dimensiunii prafului din stelele masive. Unele stele nu doar strălucesc, ci și produc materia primă din care se vor forma viitoare lumi. Un nou studiu arată că unul dintre cele mai masive și efemere tipuri de stele din Univers generează particule de praf atât de mici încât sunt măsurate în miliardimi de metru.

„Este uimitor să știi că unele dintre cele mai masive stele din Univers produc unele dintre cele mai mici particule de praf înainte să moară. Diferența de dimensiune dintre stea și praful pe care îl produce este de aproximativ un cvintilion la unu”, a declarat Donglin Wu, autorul principal al studiului și cercetător la California Institute of Technology (SUA).

• Cercetătorii au aflat de ce durerea durează mai mult la femei decât la bărbați
• Un nanomaterial pe bază de fier elimină celulele canceroase fără a afecta țesutul sănătos

Descoperirea rezolvă misterul dimensiunii prafului din stelele masive, un mister vechi legat de măsurătorile contradictorii ale prafului din jurul stelelor extreme, și îmbunătățește înțelegerea modului în care galaxiile sunt „însămânțate” cu carbon, elementul esențial pentru viață.

Care este misterul dimensiunii prafului din stelele masive?

Cercetarea se concentrează pe WR 112, un sistem binar neobișnuit care include o stea de tip Wolf-Rayet, un obiect rar, extrem de fierbinte și aflat aproape de finalul vieții. Astfel de stele au vânturi stelare puternice, ard rapid combustibilul și aruncă în spațiu cantități mari de material.

În cazul WR 112, steaua Wolf-Rayet orbitează o stea companioană. Ambele emit fluxuri rapide de gaz, iar în zona de coliziune gazul devine dens și comprimat. Pe măsură ce se răcește, atomii se leagă și se formează particule solide: așa ia naștere praful cosmic. Radiația stelară împinge apoi praful în exterior, formând structuri spiralate spectaculoase, asemănătoare unei moriști cosmice, explică Interesting Engineering.

Timp de decenii, astronomii s-au confruntat cu o problemă: unele observații indicau particule extrem de mici, altele sugerau granule mult mai mari, de aproximativ 0,1 micrometri. Pentru a clarifica situația, echipa a combinat date de la Telescopul Spațial James Webb (JWST) și Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA).

„Prin combinarea observațiilor ALMA cu imaginile JWST, am reușit să analizăm distribuția spectrală a energiei (SED) rezolvată spațial pentru WR 112”, notează autorii.

James Webb detectează lumina infraroșie și este sensibil la praful cald, dezvăluind spiralele strălucitoare din jurul sistemului. ALMA, care operează la lungimi de undă milimetrice, este ideal pentru detectarea particulelor mai mari și mai reci. Faptul că ALMA nu a identificat un semnal puternic a fost indiciul-cheie: majoritatea granulelor sunt prea mici pentru a emite eficient la aceste lungimi de undă.

Mai avem o multitudine de lucruri de aflat

Modelarea datelor arată că majoritatea particulelor au sub un micrometru, iar cele dominante măsoară doar câțiva nanometri (un nanometru este o miliardime de metru). Analiza indică două populații distincte: una dominantă, de dimensiuni nanometrice, și o alta secundară, de aproximativ 0,1 micrometri.

„Dintre cele patru modele de distribuție a dimensiunii granulelor testate, o distribuție bimodală, cu granule nanometrice abundente și o populație secundară de 0,1 microni, reproduce cel mai bine SED-ul observat”, au adăugat cercetătorii.

Această structură dublă explică observațiile contradictorii din ultimele decenii: ambele tipuri de particule există, dar cele mai mici domină. WR 112 produce anual o cantitate de praf echivalentă cu de trei ori masa Lunii.

Pentru că praful este bogat în carbon, distribuția dimensiunilor influențează estimările privind contribuția acestor sisteme la „rezerva” de carbon a galaxiei. În timp, praful ajunge în spațiul interstelar și poate participa la formarea de noi stele și planete.

„Sunt atât de multe lucruri necunoscute, lucruri greu de observat, lucruri rare”, a adăugat Wu.

Studiul a fost publicat în The Astrophysical Journal.

Vă recomandăm să citiți și:

Test de cultură generală. Cât timp „trăiește” o planetă?

Astronomii au găsit o planetă stâncoasă într-un loc neașteptat: „Este remarcabil”

Oamenii de știință au găsit o cale de a urmări circulația apei pe planetă

Un nou studiu arată efectele nefaste ale zborului spațial asupra creierului