С почти двумя десятилетиями получения изображений в среднем инфракрасном (ИК) диапазоне от крупнейших обсерваторий по всему миру, включая телескоп Subaru, группа астрономов смогла зафиксировать спиральное движение недавно сформированной пыли, исходящей из массивной и эволюционировавшей двойной звездной системы Вольф-Райе (WR) 112. Массивные двойные звездные системы, а также взрывы сверхновых рассматриваются как источники пыли во Вселенной с самого начала ее истории, но процесс образования пыли и количество выброшенной пыли все еще остаются открытыми вопросами.
WR 112 - это двойная система, состоящая из массивной звезды на очень поздней стадии звездной эволюции, теряющей большое количество массы, и другой массивной звезды на главной последовательности. Ожидается, что пыль будет образовываться в районе столкновения звездных ветров этих двух звезд. Исследование показывает движение пылевого потока из системы и определяет WR 112 как высокоэффективную фабрику по производству пыли, которая ежегодно производит целую массу пыли на Земле.
Образование пыли, которое обычно наблюдается при слабых истечениях холодных звезд с массой, подобной Солнцу, несколько необычно в экстремальных условиях вокруг массивных звезд и их сильных ветров. Однако при взаимодействии быстрых ветров двух массивных звезд в двойной системе происходят интересные вещи.
«Когда два ветра сталкиваются, весь ад вырывается на свободу, включая выброс обильных рентгеновских лучей шокового газа, но также (на первый взгляд удивительно) создание большого количества частиц аэрозольной пыли на основе углерода в тех двойных системах, в которых одна звезд превратилось в горение гелия, которое производит 40% углерода в их ветрах », - говорит соавтор Энтони Моффат (Университет Монреаля). Это именно то, что происходит в WR 112.
Это явление образования двойной пыли было обнаружено в других системах, таких как WR 104, соавтором Питером Тутхиллом (Сиднейский университет). WR 104, в частности, показывает элегантный след пыли, напоминающий «вертушку», который отслеживает орбитальное движение центральной двойной звездной системы.
Однако пыльная туманность вокруг WR 112 намного сложнее, чем простой узор вертушки. Десятилетия многоволновых наблюдений представили противоречивые интерпретации пыльного истечения и орбитального движения WR 112. После почти 20-летней неопределенности на WR 112 изображения с инструмента COMICS на телескопе Subaru, сделанные в октябре 2019 года, предоставили окончательную - и неожиданную - часть к загадке.
«В 2017 году мы опубликовали исследование WR 112, в котором говорилось, что пыльная туманность вообще не двигалась, поэтому я подумал, что наше наблюдение подтвердит это», - пояснил ведущий автор Райан Лау (ISAS / JAXA). «К моему удивлению, изображение показало, что пыльная оболочка определенно переместилась с момента последнего наблюдения, которое мы зафиксировали с помощью VLT в 2016 году. Это так меня смутило, что я не мог уснуть после сеанса наблюдений - я продолжал листать изображения пока в моей голове не дошло, что спираль будто катится к нам».
Лау сотрудничал с исследователями из Сиднейского университета, включая профессора Питера Тутхилла и студента Йинуо Хана, которые являются экспертами в области моделирования и интерпретации движения пылевых спиралей в двойных системах, таких как WR 112. «Я поделился изображениями WR 112 с Питером и Йинуо, и им удалось создать удивительную предварительную модель, которая подтвердила, что пыльный спиральный поток вращается в нашем направлении вдоль линии нашего обзора», - сказал Лау.
