De bevinding kan onderzoekers helpen begrijpen hoe licht beeldhouwt in de hele kosmos
Er worden stofschillen gevormd wanneer winden van deze twee sterren (midden) in het sterrenbeeld Zwaan met elkaar botsen, zoals te zien is in deze afbeelding van de James Webb Space Telescope. De schillen worden dan naar buiten geblazen door de lichtdruk van die sterren.
Een paar sterren in onze melkweg onthult hoe licht om materie heen duwt. Het is de eerste keer dat iemand direct heeft gezien hoe de druk van het licht van sterren de stofstroom in de ruimte verandert.
Een dergelijke stralingsdruk beïnvloedt hoe stof uit de regio’s in de buurt van jonge sterren verdwijnt en leidt de vorming van gaswolken rond stervende sterren (SN: 22-09-20). Het stofpatroon rond een stellair paar op 5600 lichtjaar afstand in het sterrenbeeld Zwaan biedt uitkomst een zeldzaam laboratorium om het effect in actie te observerenastronoom Yinuo Han en collega’s rapporteren in de 13 oktober Natuur.
Astronomen weten al lang dat het stof dat uit de ster WR 140 en zijn begeleider komt, wordt gevormd door gas van deze twee sterren dat botst en condenseert tot roet. Maar beelden van het paar die in de loop van 16 jaar zijn gemaakt, laten zien dat het stof versnelt terwijl het zich van de sterren verwijdert.
Stof verlaat de sterren aanvankelijk met ongeveer 6,5 miljoen kilometer per uur, melden de onderzoekers, en versnelt in de loop van een jaar tot bijna 10 miljoen km/u. Met die snelheid zou het stof de reis van onze zon naar de aarde in slechts 15 uur kunnen maken.
De onthulling kwam van het vergelijken van de posities van concentrische stofgranaten van jaar tot jaar en het afleiden van een snelheid. De berekeningen van de onderzoekers laten zien dat de kracht die het stof versnelt, de druk is die wordt uitgeoefend door het licht dat door de sterren wordt uitgestraald, zegt Han van de Universiteit van Cambridge. “Stralingsdruk [becomes apparent] alleen als we alle beelden naast elkaar zetten.”
Die stoflagen voelen niet alleen de duw van het licht, ze strekken zich ook verder uit dan een telescoop zou kunnen zien – tot dit jaar. Afbeeldingen van de James Webb Space Telescope, of JWST, tonen: meer van de stoffige lagen rond WR 140 en zijn metgezel dan ooit tevoren, melden Han en een ander team 12 oktober in Natuurastronomie.
Op het eerste gezicht lijken de ingewikkelde patronen rond de sterren op een gigantisch spinnenweb. Maar uit de analyse van de onderzoekers blijkt dat het eigenlijk enorme, uitzettende, kegelvormige stofschillen zijn. Ze zijn in elkaar genest, en elke acht jaar wordt er een nieuwe gevormd als de sterren een nieuwe reis rond hun banen voltooien. In de nieuwe afbeeldingen zien de schelpen eruit als delen van ringen omdat we ze vanaf de zijkant bekijken, zegt Han.
De patronen omringen de sterren niet volledig, omdat de afstand tussen de sterren verandert als ze om elkaar heen draaien. Wanneer de sterren ver uit elkaar staan, is de dichtheid van het botsende gas te laag om te condenseren tot stof – een effect dat de onderzoekers verwachtten.
Wat hen verbaasde, is dat het gas ook niet goed condenseert als de sterren het dichtst bij elkaar staan. Dat suggereert dat er een “Goldilocks-zone” is voor stofvorming: stof vormt zich alleen wanneer de scheiding tussen de sterren precies goed is, waardoor een reeks concentrische stofschillen ontstaat die van het duo wegkabbelen.
“Hun Goudlokje-zone is een nieuw idee”, zegt astrofysicus Andy Pollock van de Universiteit van Sheffield in Engeland, die geen deel uitmaakte van beide onderzoeken. “Een soortgelijk soort dingen gebeurt in mijn veld van röntgenfoto’s.”
In zijn werk heeft Pollock waargenomen dat de WR 140 en zijn partner meer röntgenstralen uitzenden als de sterren elkaar naderen, maar minder als ze heel dicht bij elkaar komen, wat suggereert dat er ook een Goudlokje-zone is voor röntgenstralen die van de sterren komen . “Het zou interessant zijn om te zien of er een verband is” tussen de twee soorten Goudlokje-zones, zegt hij. “Dit alles moet op de een of andere manier bij elkaar passen.”
