Astronomen haben mit dem James Webb Space Telescope (JWST) und Daten des Very Large Telescope (VLT) der Europäischen Südsternwarte ein komplexes System von Staubhüllen entdeckt, das ein einzigartiges Doppelsternsystem namens Apep umgibt. Dieses System enthält zwei außergewöhnlich seltene Wolf-Rayet-Sterne, und die Ergebnisse liefern beispiellose Einblicke in die Entwicklung und Interaktion dieser massereichen Sterne.
Was sind Wolf-Rayet-Sterne?
Wolf-Rayet-Sterne sind eine kleine und faszinierende Klasse von Sternen, von denen es in der gesamten Milchstraße schätzungsweise nur 1.000 gibt. Hierbei handelt es sich um massereiche Doppelsterne, die sich dem Ende ihres Lebens nähern und einige der frühesten Kohlenstoffe im Universum bilden. Ihre extreme Hitze und die starken Sternwinde werfen Material schnell ab und bilden spektakuläre Staubstrukturen.
Das Apep-System: Eine einzigartige Entdeckung
Apep sticht heraus, weil es das einzige bekannte System in unserer Galaxie ist, das zwei Wolf-Rayet-Sterne dieses Typs enthält, die sich gegenseitig umkreisen. Forscher unter der Leitung von Ryan White von der Macquarie University und Yinuo Han von Caltech nutzten die Mittelinfrarot-Bildgebungsfähigkeiten des JWST in Kombination mit acht Jahren VLT-Daten, um die Umlaufbahn der Sterne zu verfeinern und verborgene Staubstrukturen aufzudecken. Die Entdeckung ist wichtig, weil sie verdeutlicht, wie sich diese Sterne entwickeln und interagieren.
Vier Staubspiralen enthüllt
Vor JWST entdeckten bodengestützte Teleskope nur eine Staubhülle um Apep. Die neuen Beobachtungen enthüllten nicht eine, sondern vier schlangenförmige Staubspiralen, die sich jeweils in einem präzisen Muster nach außen ausdehnten. Die verbesserte Klarheit des Teleskops ermöglichte es den Wissenschaftlern zu bestätigen, dass die Sterne einander alle 190 Jahre umkreisen und bei jedem Umlauf etwa 25 Jahre lang dicht aneinander vorbeiziehen. In dieser periodischen Nähe entsteht der größte Teil des Staubs.
Ein dritter Stern beeinflusst den Staub
Die JWST-Beobachtungen bestätigten auch die Anwesenheit eines dritten Sterns im System – eines massiven Überriesen. Dieser dritte Stern interagiert gravitativ mit dem vom Wolf-Rayet-Paar ausgestoßenen Staub und schneidet Löcher in jede sich ausdehnende Wolke. Die Existenz dieses dritten Sterns wurde zuvor vermutet, doch die JWST-Daten lieferten den endgültigen Beweis.
Wichtige Erkenntnisse und zukünftige Forschung
Die im Astrophysical Journal veröffentlichten Ergebnisse des Teams zeigen die Leistungsfähigkeit von JWST bei der Offenlegung bisher verborgener Details in astronomischen Systemen. Dr. Han beschrieb den Effekt als „so, als würde man in einen dunklen Raum gehen und das Licht einschalten“. Das verbleibende Rätsel betrifft die genaue Entfernung des Apep-Systems von der Erde, die weitere Beobachtungen erfordert.
„Webb gab uns den ‚rauchenden Beweis‘, um zu beweisen, dass der dritte Stern gravitativ an dieses System gebunden ist“, sagte Dr. Han.
Diese Entdeckung hat unser Verständnis der Funktionsweise von Wolf-Rayet-Sternen verändert und eine Vorlage für zukünftige Beobachtungen ähnlicher Systeme bereitgestellt.
