El Telescopio Webb captura el preludio rara vez visto de una supernova

Una estrella masiva en la cúspide de la muerte expulsó enormes volúmenes de gas caliente al espacio, creando una espectacular supernova. El instrumento de infrarrojo medio de Webb reveló la estructura del material que ahora rodea a la estrella.

La rara vista de una estrella Wolf-Rayet, una de las estrellas más luminosas, más masivas y más detectables que se conocen en un período breve, fue una de las primeras observaciones realizadas por el Telescopio Espacial James Webb de la NASA en Junio de 2022. Webb muestra la estrella WR 124 con detalle sin precedentes, con sus potentes instrumentos infrarrojos. La estrella está a 15.000 años luz de distancia en la constelación de Sagitario.

Las estrellas masivas atraviesan con mucha rapidez sus ciclos de vida y solo algunas de ellas pasan por una breve fase Wolf-Rayet antes de convertirse en supernova, lo que hace que las observaciones detalladas de Webb de esta extraña fase sean valiosas para los astrónomos. Las estrellas Wolf-Rayet están en proceso de desprendimiento de sus capas externas, lo que da como resultado sus característicos halos de gas y polvo.

La estrella WR 124 tiene 30 veces la masa del Sol y ha arrojado material por valor de 10 soles, hasta ahora. A medida que el gas expulsado se aleja de la estrella y se enfría, se forma polvo cósmico y brilla en luz infrarroja detectable por Webb.

El polvo cósmico más frío brilla en longitudes de onda del infrarrojo, mostrando la estructura de la nebulosa de WR 124. Crédito: NASA, ESA, CSA, STScI, equipo de producción de Webb ERO

El origen del polvo cósmico que puede sobrevivir a una explosión de supernova y contribuir a la "cantidad de polvo" general del universo es de gran interés para los astrónomos por múltiples razones. El polvo cósmico es parte integral del funcionamiento del universo: alberga estrellas en formación, se reúne para ayudar a formar planetas y sirve como plataforma para que las moléculas se formen y se agrupen, incluidos los componentes básicos de la vida en la Tierra. A pesar de las diversas funciones esenciales que desempeña el polvo cósmico, todavía hay más en el universo del que pueden explicar las teorías actuales de formación de polvo de los astrónomos.

El universo está operando con un superávit de la cantidad de polvo cósmico.

Webb abre nuevas posibilidades para estudiar detalles en el polvo cósmico, que se observa mejor en longitudes de onda de luz infrarrojas. La cámara de infrarrojo cercano de Webb (NIRCam) equilibra el brillo del núcleo estelar de WR 124 y los detalles nudosos en el gas circundante más débil. El instrumento de infrarrojo medio (MIRI) del telescopio revela la estructura grumosa de la nebulosa de gas y polvo del material expulsado que ahora rodea a la estrella. Antes de Webb, los astrónomos estudiosos del polvo cósmico simplemente no tenían suficiente información detallada para explorar las cuestiones de la producción de polvo en entornos como WR 124, ni sabían si los granos de polvo cósmico eran lo suficientemente grandes y abundantes para sobrevivir a la supernova y convertirse en una contribución significativa a la cantidad general de polvo cósmico. Ahora esas preguntas se pueden investigar con datos reales.

Estrellas como WR 124 también sirven como analogía para ayudar a los astrónomos a comprender un período crucial en la historia temprana del universo. Estrellas moribundas similares que primero sembraron el universo joven con elementos pesados forjados en sus núcleos, elementos que ahora son comunes en la era actual, incluso en la Tierra.

La imagen detallada de Webb de WR 124 conserva para siempre un breve y turbulento tiempo de transformación, y promete descubrimientos futuros que revelarán los misterios ocultos, durante mucho tiempo, sobre el polvo cósmico.