La rara vista di una stella Wolf-Rayet – tra le stelle più luminose e più massicce conosciute – è stata una delle prime osservazioni effettuate dal telescopio spaziale James Webb di NASA/ESA/CSA. Webb mostra la stella WR 124 con dettagli senza precedenti con i suoi potenti strumenti a infrarossi. La stella si trova a 15.000 anni luce di distanza nella costellazione del Sagittario.
Una stella di Wolf-Rayet è un raro preludio al famoso atto finale di una stella massiccia: la supernova. Le stelle massicce attraversano i loro cicli di vita e non tutte attraversano una breve fase Wolf-Rayet prima di diventare una supernova, il che rende le osservazioni dettagliate di Webb preziose per gli astronomi. Le stelle di Wolf-Rayet sono in procinto di liberarsi dei loro strati esterni, dando luogo ai loro caratteristici aloni di gas e polvere. La stella WR 124 ha una massa che è 30 volte quella del Sole e finora ha perso materiale per un valore di 10 Soli. Mentre il gas espulso si allontana dalla stella e si raffredda, si forma polvere cosmica, che brilla nella luce infrarossa rilevabile da Webb.
L’origine della polvere cosmica che può sopravvivere a un’esplosione di supernova e contribuire al “budget della polvere” complessivo dell’Universo è di grande interesse per gli astronomi per molte ragioni. La polvere è parte integrante del funzionamento dell’Universo: protegge le stelle in formazione, si riunisce per aiutare a formare i pianeti e funge da piattaforma per la formazione e l’aggregazione delle molecole, compresi gli elementi costitutivi della vita sulla Terra. Nonostante i molti ruoli essenziali svolti dalla polvere, c’è ancora più polvere nell’Universo di quanto le attuali teorie sulla sua formazione possano spiegare. L’Universo sta operando con un surplus di budget di polvere.
Nuove possibilità per lo studio della polvere cosmica con Webb
Webb apre nuove possibilità per lo studio dei dettagli nella polvere cosmica, che si osserva meglio nelle lunghezze d’onda infrarosse della luce. La NIRCam (Near-Infrared Camera) di Webb bilancia la luminosità del nucleo stellare di WR 124 e i dettagli intricati nel gas circostante più debole. Il Mid-Infrared Instrument (MIRI) del telescopio rivela la struttura disomogenea della nebulosa di gas e polvere che circonda la stella. Prima di Webb, gli astronomi non avevano informazioni abbastanza dettagliate per esplorare le questioni sulla produzione di polvere in ambienti come WR 124 e se quella polvere fosse di dimensioni e quantità sufficienti per sopravvivere e dare un contributo significativo al budget complessivo della polvere. Ora queste domande possono essere esaminate con dati reali.
Stelle come WR 124 fungono anche da analogo per aiutare gli astronomi a comprendere un periodo cruciale nella storia primordiale dell’Universo. Simili stelle morenti hanno seminato il giovane Universo con gli elementi pesanti forgiati nei loro nuclei – elementi che ora sono comuni nell’era attuale, anche sulla Terra. L’immagine dettagliata di Webb di WR 124 conserva per sempre un breve e turbolento periodo di trasformazione e promette scoperte future che riveleranno i misteri a lungo avvolti della polvere cosmica.
