Překvapivý objev: Obří hvězdy tvoří nepatrný prach, který je klíčem k životu ve vesmíru

Astronomové konečně rozluštili záhadu velikosti prachových zrn kolem masivních hvězd. Zjistili, že tyto obří hvězdy, jako je WR 112, produkují nepatrné částečky v řádu nanometrů, které jsou klíčové pro vznik uhlíku – základního stavebního kamene života ve vesmíru.

Některé hvězdy nejen září; také vyrábějí suroviny pro budoucí světy. V překvapivé nové studii vědci uvádějí, že jedna z nejmasivnějších a krátkověkých hvězd ve vesmíru produkuje prachová zrna tak malá, že se měří v pouhých miliardtinách metru.

Je úžasné vědět, že některé z nejmasivnějších hvězd ve vesmíru produkují před svou smrtí ty nejmenší prachové částice. „Rozdíl ve velikosti mezi hvězdou a prachem, který produkuje, je asi kvintilion ku jedné,“ řekl Donglin Wu, hlavní autor studie a výzkumník z Kalifornského technologického institutu.

Tento objev řeší dlouholetou záhadu konfliktních měření velikosti prachu kolem extrémních hvězd a zlepšuje naše chápání toho, jak jsou galaxie zásobovány uhlíkem, prvkem, který tvoří páteř života.

Výzkum se zaměřuje na WR 112, neobvyklý binární systém, který zahrnuje hvězdu typu Wolf-Rayet – vzácnou, intenzivně horkou hvězdu blížící se ke konci svého života. Hvězdy Wolf-Rayet jsou známé svými silnými hvězdnými větry a krátkou životností. Rychle spotřebovávají své palivo a uvolňují velké množství materiálu do vesmíru.

V systému WR 112 obíhá hvězda Wolf-Rayet kolem doprovodné hvězdy. Obě hvězdy vypouštějí vysokorychlostní proudy plynu. Tam, kde se tyto větry srazí, se plyn stlačí a zhoustne. Jak se ochlazuje, atomy se spojují a začínají se tvořit pevné částice. Takto se rodí kosmický prach v takto násilných prostředích.

Radiační tlak z hvězd pak tlačí nově vzniklý prach ven. Postupem času tento proces vytváří nápadné spirálové oblouky, které se rozšiřují pryč od binárního systému, stejně jako kosmický větrník tvarovaný hvězdnými větry.

Po celá desetiletí však astronomové čelili složitému problému. Některá pozorování podobných systémů naznačovala, že prachová zrna jsou extrémně malá. Jiná naznačovala mnohem větší zrna, kolem jedné desetiny mikrometru.

Tyto protichůdné výsledky nebylo snadné vysvětlit. Chybělo něco přístrojům? Nebo byly určité velikosti zrn v těchto drsných podmínkách ničeny?

Vidět neviditelné se dvěma výkonnými observatořemi

K vyřešení této záhady tým zkombinoval data ze dvou nejmodernějších observatoří na světě: Vesmírného dalekohledu Jamese Webba (JWST) a Atacamské velké milimetrové/submilimetrové soustavy (ALMA).

„Kombinací pozorování ALMA se snímky Vesmírného dalekohledu Jamese Webba jsme byli schopni analyzovat prostorově rozlišenou spektrální distribuci energie (SED) WR 112,“ uvádějí autoři studie.

Každý dalekohled pozoruje vesmír jiným způsobem. Vesmírný dalekohled Jamese Webba (JWST) detekuje infračervené světlo a je obzvláště citlivý na teplý prach. Jeho středně infračervené snímky již odhalily jasné spirálové prachové struktury kolem WR 112.