Un articolo pubblicato sulla rivista “Nature Astronomy” riporta l’osservazione di ben 17 anelli di polvere attorno a WR 140, una cosiddetta stella di Wolf-Rayet che ha una compagna molto giovane e massiccia. Un team di ricercatori ha usato lo strumento MIRI del telescopio spaziale James Webb per studiare l’area attorno a questa coppia di stelle ottenendo risultati molto superiori a quelli di altri strumenti, che avevano individuato solo due anelli. Secondo i ricercatori, gli anelli vengono generati quando le due stelle sono più vicine e i loro venti stellari interagiscono violentemente causando la compressione del gas, che contiene anche elementi più pesanti dell’idrogeno e permette di formare polveri.

Il programma Early Release Science ha selezionato i primi obiettivi di osservazioni per il telescopio spaziale James Webb, lanciato il 25 dicembre 2021. Distanti oltre 5.000 anni luce dalla Terra, WR 140 e la sua compagna sono interessanti perché le stelle di Wolf-Rayet, le quali passano attraverso trasformazioni rapide e violente espellendo quantità enormi di materiali, sono rare a causa della loro breve vita e questa coppia era già conosciuta per essere circondata da due anelli di polveri.

Secondo le ricostruzioni effettuate già in precedenti studi, gli anelli di polveri vengono formati quando le due stelle sono alla loro distanza minima. Esse orbitano l’una attorno all’altra in un’orbita oblunga perciò le condizioni attorno ad esse possono variare notevolmente con la variazione della loro distanza. Quando la distanza è al minimo i venti stellari si scontrano in modo violento generando un forte effetto di compressione. I venti stellari contengono soprattutto idrogeno ma le stelle di Wolf-Rayet espellono anche altri materiali più pesanti come il carbonio perciò la compressione può formare polvere.

Le due stelle orbitano l’una attorno all’altra in quasi 8 anni terrestri ma conoscere solo due anelli di polveri che le circondano lasciava vari dubbi. Il telescopio spaziale James Webb ha permesso di ottenere grandi progressi nello studio dell’area attorno a WR 140 e alla sua compagna con l’osservazione di 17 anelli. L’anello più esterno è ormai distante dalla coppia di stelle oltre 70.000 volte la distanza della Terra dal Sole.

Il sistema di anelli attorno alle due stelle è stato paragonato agli anelli degli alberi perché permettono di studiare i tempi della vita stellare. Se ogni anello corrisponde a 8 anni, 17 anelli corrispondono a oltre un secolo. Potrebbero esserci ancora anelli più esterni ma probabilmente sono talmente dispersi con una luce talmente fioca che neppure Webb riesce a individuarli.

Altre stelle di Wolf-Rayet sono conosciute per la produzione di polvere ma questo è l’unico caso in cui sono stati osservati anelli di polveri. La coppia di stelle in un’orbita oblunga non è l’unica curiosità perché gli anelli sono anche ben definiti. Secondo i ricercatori i venti stellari spazzano via i detriti residui nello spazio circostante.

Lo strumento MIRI del telescopio spaziale James Webb permette anche di condurre analisi spettroscopice nella modalità chiamata MRS (Medium-Resolution Spectroscopy). Ciò ha permesso di rilevare firme chimiche coerenti con la presenza di idrocarburi policiclici aromatici, che hanno un ruolo importante nella formazione di stelle e pianeti e perfino in reazioni importanti nella nascita di forme di vita. Ci sono varie teorie sulla loro origine e questo studio mostra che le coppie di stelle come quella al centro di questo studio possono formare questi composti.

Le stelle di Wolf-Rayet sono considerate importanti nella formazione di nuove stelle e pianeti anche per l’effetto dei loro potenti venti stellari. Esse spazzano via grandi quantità di materiali comprimendoli nello spazio interstellare fino a farli diventare abbastanza densi da innescare la formazione di nuove stelle.

Il telescopio spaziale James Webb sta offrendo molto rapidamente grandi risultati astronomici. In questo caso, ha offerto una quantità di dettagli sull’area attorno a una coppia di stelle molto maggiore rispetto ad altri strumenti fornendo molte nuove informazioni utili per capire meglio una serie di processi stellari.