Astronomen die gebruik maken van de James Webb Space Telescope (JWST) en gegevens van de Very Large Telescope (VLT) van de European Southern Observatory hebben een complex systeem van stofschillen blootgelegd rond een uniek dubbelstersysteem genaamd Apep. Dit systeem bevat twee uitzonderlijk zeldzame Wolf-Rayet-sterren, en de bevindingen bieden ongekend inzicht in hoe deze massieve sterren evolueren en met elkaar omgaan.
Wat zijn Wolf-Rayet-sterren?
Wolf-Rayet-sterren zijn een kleine en fascinerende klasse van sterren, met naar schatting slechts duizend sterren in de hele Melkweg. Dit zijn massieve dubbelsterren die het einde van hun leven naderen en een deel van de vroegste koolstof in het heelal vormen. Hun extreme hitte en krachtige sterrenwinden werpen materiaal snel af en vormen spectaculaire stofstructuren.
Het Apep-systeem: een unieke ontdekking
Apep valt op omdat het het enige bekende systeem in onze Melkweg is met twee Wolf-Rayet-sterren van dit type die om elkaar heen draaien. Onderzoekers onder leiding van Ryan White van Macquarie University en Yinuo Han van Caltech gebruikten de mid-infrarood beeldvormingsmogelijkheden van JWST, gecombineerd met acht jaar aan VLT-gegevens, om het baanpad van de sterren te verfijnen en verborgen stofstructuren bloot te leggen. De ontdekking is belangrijk omdat het duidelijk maakt hoe deze sterren evolueren en met elkaar omgaan.
Vier stofspiralen onthuld
Vóór JWST ontdekten telescopen op de grond slechts één stofschil rond Apep. De nieuwe waarnemingen onthulden niet één, maar vier kronkelige stofspiralen, die zich elk in een nauwkeurig patroon naar buiten uitbreidden. Dankzij de verbeterde helderheid van de telescoop konden wetenschappers bevestigen dat de sterren elke 190 jaar om elkaar heen draaien, waarbij ze tijdens elke baan ongeveer 25 jaar lang dicht langs elkaar heen bewegen. Deze periodieke nabijheid vindt plaats wanneer het meeste stof wordt gevormd.
Een derde ster beïnvloedt het stof
De JWST-waarnemingen bevestigden ook de aanwezigheid van een derde ster in het systeem: een enorme superreus. Deze derde ster heeft een zwaartekrachtsinteractie met het stof dat door het Wolf-Rayet-paar wordt uitgestoten, waardoor gaten in elke uitdijende wolk worden gesneden. Het bestaan van deze derde ster werd eerder vermoed, maar de JWST-gegevens leverden definitief bewijs.
Belangrijkste bevindingen en toekomstig onderzoek
De bevindingen van het team, gepubliceerd in het Astrofysical Journal, demonstreren de kracht van JWST bij het onthullen van voorheen verborgen details in astronomische systemen. Dr. Han beschreef het effect als “alsof je een donkere kamer binnenloopt en het licht aandoet.” Het resterende mysterie betreft de precieze afstand tot het Apep-systeem vanaf de aarde, waarvoor verdere observaties nodig zijn.
“Webb gaf ons het ‘rokende pistool’ om te bewijzen dat de derde ster door zwaartekracht aan dit systeem is gebonden,” zei Dr. Han.
Deze ontdekking heeft ons begrip van de werking van Wolf-Rayet-sterren opnieuw vormgegeven en biedt een sjabloon voor toekomstige observaties van soortgelijke systemen.
