De zeldzame waarneming van een Wolf-Rayet ster, een van de meest heldere, massieve en kortstondigst waarneembare sterren die we kennen, was een van de eerste waarnemingen die NASA's James Webb Space Telescope in juni 2022 deed. Webb toont de ster, WR 124, in ongekend detail met zijn krachtige infraroodinstrumenten. De ster staat op 15.000 lichtjaar afstand in het sterrenbeeld Boogschutter. Massieve sterren racen door hun levenscyclus, en slechts enkele van hen maken een korte Wolf-Rayet fase door voordat ze supernova worden, waardoor Webb's gedetailleerde waarnemingen van deze zeldzame fase waardevol zijn voor astronomen.
Wolf-Rayet-sterren zijn bezig hun buitenste lagen af te werpen, waardoor hun karakteristieke halo's van gas en stof ontstaan. De ster WR 124 is 30 keer zo zwaar als de zon en heeft tot nu toe voor 10 zonnen aan materiaal afgestoten. Terwijl het uitgestoten gas zich van de ster verwijdert en afkoelt, vormt zich kosmisch stof dat oplicht in het infrarode licht dat Webb kan waarnemen.
De oorsprong van kosmisch stof dat een supernova-uitbarsting kan overleven en kan bijdragen aan het totale "stofbudget" van het heelal, is om meerdere redenen van groot belang voor astronomen. Stof is onlosmakelijk verbonden met de werking van het heelal: Het biedt beschutting aan sterren in wording, verzamelt zich om planeten te helpen vormen en dient als platform voor moleculen om zich te vormen en samen te klonteren - inclusief de bouwstenen van het leven op aarde. Ondanks de vele essentiële rollen die stof speelt, is er nog steeds meer stof in het heelal dan de huidige stofvormingstheorieën van astronomen kunnen verklaren. Het heelal werkt met een stofbudgetoverschot. Een grote, heldere ster schijnt vanuit het centrum met kleinere sterren verspreid over het beeld. Een klonterige wolk van materiaal omringt de centrale ster, met meer materiaal boven en onder dan aan de zijkanten.
Webb opent nieuwe mogelijkheden voor het bestuderen van details in kosmisch stof, dat het best in infrarode golflengten kan worden waargenomen. De nabij-infraroodcamera van Webb (NIRCam) brengt de helderheid van de stellaire kern van WR 124 in evenwicht met de knoestige details in het zwakkere omringende gas. Het midden-infraroodinstrument (MIRI) van de telescoop onthult de klonterige structuur van de gas- en stofnevel van het uitgestoten materiaal dat de ster nu omgeeft. Vóór Webb beschikten stofminnende astronomen simpelweg niet over voldoende gedetailleerde informatie om vragen te onderzoeken over de stofproductie in omgevingen zoals WR 124, en of de stofkorrels groot en overvloedig genoeg waren om de supernova te overleven en een significante bijdrage te leveren aan het totale stofbudget. Nu kunnen deze vragen worden onderzocht met echte gegevens.
Wolf-Rayet-sterren staan bekend als efficiënte stofproducenten, en het Mid-Infrarood-instrument van NASA's James Webb
Space Telescope laat dit goed zien. Koeler kosmisch stof gloeit op de langere mid-infrarode golflengten en toont
de structuur van de nevel van WR 124. Credits: NASA, ESA, CSA, STScI, Webb ERO Production Team.
Sterren als WR 124 dienen ook als analogie om astronomen te helpen een cruciale periode in de vroege geschiedenis van het heelal te begrijpen. Soortgelijke stervende sterren voorzagen het jonge heelal eerst van zware elementen die in hun kernen werden gesmeed - elementen die nu veel voorkomen in het huidige tijdperk, ook op aarde.
Webb's gedetailleerde beeld van WR 124 bewaart voor altijd een korte, turbulente tijd van transformatie en belooft toekomstige ontdekkingen die de lang verhulde mysteries van kosmisch stof zullen onthullen.
De James Webb Space Telescope is 's werelds belangrijkste observatorium voor ruimtewetenschap. Webb zal mysteries in ons zonnestelsel oplossen, verder kijken naar verre werelden rond andere sterren en de mysterieuze structuren en oorsprong van ons universum en onze plaats daarin onderzoeken. Webb is een internationaal programma dat wordt geleid door NASA met zijn partners ESA (European Space Agency) en CSA (Canadian Space Agency).
Bron: NASA
