Tra gli oggetti più rari, affascinanti e intricati del cosmo ci sono le stelle di Wolf-Rayet. Sono molto luminose, massicce e calde, e costituiscono il preludio allo stadio finale della vita di una stella di grande massa: l’esplosione in supernova.

Gli strumenti NIRCam e MIRI del James Webb hanno immortalato una di queste stelle, WR 124, avvolta da una nebulosa di gas e polvere. Brilla intensamente nell’infrarosso, mostrando un’intricata struttura e la storia di diverse espulsioni a episodi, prolungati nel corso del tempo.

Nonostante si tratti della scena di un’imminente morte stellare, gli astronomi sono molto interessati alle stelle di Wolf-Rayet per comprendere come gli elementi chimici pesanti che espellono vadano a inseminare le nebulose da cui nasceranno nuove stelle. E sistemi planetari, proprio come il nostro.

Le rare e polverose stelle di Wolf-Rayet

Le stelle massicce attraversano diversi cicli di vita, e non tutte entrano nella breve fase Wolf-Rayet prima di diventare una supernova. Le stelle di Wolf-Rayet sono astri in procinto di liberarsi dei loro strati esterni, dando luogo ai loro caratteristici aloni di gas e polvere.

WR 124, immortalata da Webb, si trova a 15.000 anni luce da noi, nella costellazione del Sagittario, e ha 30 volte la massa del Sole. Finora ha perso materiale per un valore di 10 soli. Mentre il gas espulso si allontana dalla stella e si raffredda, la polvere cosmica brilla nella luce infrarossa rilevabile da Webb.

L’origine di questa polvere, che può sopravvivere a un’esplosione di supernova e contribuire al bilancio complessivo nell’Universo, è di grande interesse per gli astronomi per molte ragioni. La polvere protegge le stelle in formazione, si riunisce per aiutare a formare i pianeti, sostiene la formazione e l’aggregazione delle molecole, compresi gli elementi costitutivi della vita sulla Terra.

Il seguente video accompagna lo spettatore in un viaggio nello spazio fino a WR 124, vista da Webb con dettagli senza precedenti. Credits: NASA, ESA, CSA, STScI, Webb ERO Production Team, DSS, N. Bartmann (ESA/Webb), E. Slawik, N. Risinger, D. de Martin (ESA/Webb), M. Zamani (ESA/Webb)

Cosa ci dice Webb nell’infrarosso?

Webb apre nuove possibilità per lo studio dei dettagli nella polvere cosmica, che si osserva meglio nelle lunghezze d’onda infrarosse della luce. La NIRCam bilancia la luminosità del nucleo stellare di WR 124 e i dettagli intricati nel gas circostante più debole. MIRI, invece, rivela la struttura grumosa della nebulosa di gas e polvere che circonda la stella.

Prima di Webb, gli astronomi non avevano informazioni abbastanza dettagliate per esplorare le questioni sulla produzione di polvere cosmica in ambienti come WR 124. E se quella polvere fosse di dimensioni e quantità sufficienti per sopravvivere e dare un contributo significativo al budget complessivo. Ora, invece, la storia è molto diversa.

Nello slider sottostante, l’immagine di Webb è messa a confronto con uno scatto della Wide Field Planetary Camera 2 di Hubble, in luce visibile. La stella brilla intensamente al centro dell’immagine, e intorno a essa grumi caldi di gas vengono espulsi nello spazio a oltre 150.000 chilometri per ora. Credits: NASA, ESA, CSA, STScI, ESA/Hubble, Webb ERO

Stelle come WR 124 sono anche utili agli astronomi per comprendere un periodo cruciale nella storia primordiale dell’Universo. Infatti, massicce stelle morenti hanno seminato il giovane Universo con gli elementi pesanti forgiati nei loro nuclei, elementi tutt’ora comuni anche sulla Terra.

L’immagine dettagliata di Webb del turbolento periodo di trasformazione di WR 124 promette scoperte future per rilevare i misteri a lungo avvolti nella polvere cosmica.