Η ζωή όπως τη γνωρίζουμε βασίζεται στη χημεία του άνθρακα και τώρα το διαστημικό τηλεσκόπιο James Webb μπορεί να έχει δείξει από πού προέρχεται μεγάλο μέρος αυτού του άνθρακα. Η ανακάλυψη έγινε χάρη στα κελύφη σκόνης άνθρακα που διαστέλλονται προς τα έξω από ένα δίδυμο τεράστιων άστρων.

Το εν λόγω σύστημα ονομάζεται WR 140 και αποτελείται από δύο τεράστια άστρα που αναμένεται να καταστραφούν σε εκρήξεις σουπερνόβα. Το σύστημα βρίσκεται στην πολύ κοντινή για τα συμπαντικά δεδομένα απόσταση των πέντε χιλιάδων ετών φωτός από εμάς στον αστερισμό του Κύκνου.

Ένα από τα αστέρια είναι ένα τεράστιο μεγαθήριο τύπου Ο το πιο καυτό, πιο φωτεινό είδος άστρου με ισχυρό άνεμο ακτινοβολίας. Ο σύντροφός του είναι ένα αστέρι Wolf–Rayet (WR). Τέτοια άστρα είναι επίσης ογκώδη, αλλά προς το τέλος της ζωής τους αποκτούν ταραχώδη συμπεριφορά καθώς εσωτερικές αστάθειες τα οδηγούν σε γρήγορη αποβολή μάζας σε εκρήξεις και κοσμικούς χειμάρρους αποκαλύπτοντας τελικά το εσωτερικό τους.

Κάμερα κατέγραψε για πρώτη φορά τον ήχο της πρόσκρουσης διαστημικού βράχου στη Γη

Τα δύο άστρα δεν έχουν τέλεια κυκλικές τροχιές το ένα γύρω από το άλλο. Τα μονοπάτια τους είναι επιμήκη φέρνοντάς τα πιο κοντά και μετά πιο μακριά το ένα από το άλλο κάθε 7,9 χρόνια. Στο πλησιέστερο σημείο τους, που ονομάζεται περίαστρο, τα δύο αστέρια απέχουν μόλις 1,3 αστρονομικές μονάδες (194,5 εκατομμύρια χιλιόμετρα).

Για αρκετούς μήνες γύρω από το περίαστρο το νερό σε παγωμένη μορφή του υλικού που αποτινάχθηκε από το άστρο Wolf–Rayet πέφτει στον άγριο άνεμο ακτινοβολίας που εκπέμπεται από το αστέρι τύπου Ο. Στη δίνη αυτής της σφοδρής σύγκρουσης, τα σωματίδια των ανέμων από τα δύο αστέρια συγκρούονται, συμπιέζονται σε συστάδες και τελικά ψύχονται, επιτρέποντας να σχηματιστεί σκόνη πλούσια σε άνθρακα.

Αυτή η σκόνη δημιουργεί έναν δακτύλιο ή κέλυφος γύρω από τα δύο τεράστια αστέρια, το οποίο στη συνέχεια αρχίζει να παρασύρεται προς τα έξω. Οκτώ χρόνια αργότερα, στο επόμενο περίαστρο, σχηματίζεται ένας νέος δακτύλιος και ούτω καθεξής.

Η ανακάλυψη

Προηγουμένως, μόνο λίγοι εσωτερικοί  δακτύλιοι από αυτό το συμβάν είχαν δει οι επιστήμονες στο ορατό και στο υπέρυθρο φως. Τώρα ωστόσο χάρη στο όργανο μεσαίας υπέρυθρης ακτινοβολίας (MIRI) το James Webb απεικόνισε 17 συμπαγή, ομόκεντρα δακτυλιοειδή κελύφη γύρω από το σύστημα WR 140 που επεκτείνονται στο Διάστημα. Οι συστάδες, μερικές από τις οποίες έχουν το μέγεθος ολόκληρου του ηλιακού μας συστήματος, είναι εκεί όπου η παραγωγή σκόνης είναι στο μέγιστο.

Τα διαστελλόμενα κελύφη κινούνται μάλιστα με μεγάλη ταχύτητα περίπου 2.600 χιλιόμετρα ανά δευτερόλεπτο. «Το τηλεσκόπιο έδειξε ότι τα κελύφη της σκόνης κινούνται προς τα έξω με σταθερές ταχύτητες αποκαλύπτοντας ορατές αλλαγές σε απίστευτα σύντομες χρονικές περιόδους» ανέφερε Έμμα Λιέμπ διδακτορική φοιτήτρια στο Πανεπιστήμιο του Ντένβερ στο Κολοράντο που ηγήθηκε της έρευνας.

«Έχουμε συνηθίσει να σκεφτόμαστε τα γεγονότα στο διάστημα που συμβαίνουν αργά, σε εκατομμύρια ή δισεκατομμύρια χρόνια. Σε αυτό το σύστημα, το παρατηρητήριο δείχνει ότι τα κελύφη της σκόνης επεκτείνονται από το ένα έτος στο άλλο» λέει η Τζένιφερ Χόφμαν, καθηγήτρια αστρονομίας επίσης στο
Πανεπιστήμιο του Ντένβερ.

Τα παλαιότερα ορατά κελύφη είναι 130 ετών, αλλά αυτές οι στενές συναντήσεις μεταξύ των δύο άστρων συνεχίζονται εδώ και εκατοντάδες χιλιάδες χρόνια. Οι παλαιότεροι δακτύλιοι είτε θα είναι πολύ αμυδροί προς εντοπισμό ακόμη και για τα όργανα του James Webb είτε θα έχουν διαλυθεί στο Διάστημα. Αναμένεται ότι το σύστημα θα σχηματίσει δεκάδες χιλιάδες άλλα κελύφη στο μέλλον.