Árbol cósmico: el telescopio James Webb descubre una estrella con anillos como los de un roble centenario

El telescopio espacial James Webb capturó imágenes únicas de un inusual sistema estelar binario, Wolf-Rayet 140, ubicado en nuestra galaxia a una distancia aproximada de 5,000 años luz de la Tierra. El sistema está rodeado de anillos concéntricos de polvo que lo hacen parecer un corte transversal de un árbol en una escala cósmica. Las imágenes obtenidas han proporcionado a los científicos claves para comprender cómo elementos como el carbono se dispersan en el Universo.

Un grupo de astrónomos publicó los resultados de su investigación sobre estas imágenes y presentó sus hallazgos en la 245ª reunión de la Sociedad Astronómica Americana, celebrada en National Harbor, Maryland.

Como señala Emma Lieb, autora principal del estudio e investigadora de la Universidad de Denver, las capas de polvo se expanden a una velocidad constante, mientras que los cambios notables en su estructura ocurren en períodos de tiempo increíblemente breves.

Las estrellas del tipo Wolf-Rayet son candidatas a convertirse en supernovas en el futuro. Suelen ser más grandes que el Sol, pero pierden masa rápidamente al acercarse al final de su ciclo de vida. Cuando estas estrellas mueren, expulsan su material al espacio mediante explosiones poderosas. En WR 140, solo una de las estrellas pertenece al tipo Wolf-Rayet y es aproximadamente 10 veces más masiva que nuestro Sol.

No es la primera vez que el telescopio James Webb observa objetos similares. En 2023, capturó impresionantes imágenes de la estrella WR 124, situada a unos 15,000 años luz de la Tierra y con una masa 30 veces mayor que la del Sol. Las corrientes de gas y polvo alrededor de WR 124 se mueven a una velocidad superior a los 150,000 kilómetros por hora.

En los últimos 130 años, WR 140 ha expulsado más de 17 capas de polvo al espacio. Las más antiguas ya se han dispersado tanto que son indetectables. El polvo en torno a WR 140 se mueve a una velocidad significativamente mayor que el de WR 124, alcanzando 2,600 km/s.

La formación de polvo en este sistema ocurre cada ocho años, el tiempo que tardan las estrellas en completar una órbita mutua. En cada acercamiento, los vientos estelares chocan, la materia se comprime y se forman nubes ricas en carbono. El proceso de formación de estas nubes dura varios meses durante un período orbital. Cada anillo en las imágenes corresponde a uno de estos períodos, por lo que la comparación con los anillos de un árbol resulta muy acertada.

El James Webb tomó dos imágenes del sistema en el rango del infrarrojo medio, en julio de 2022 y septiembre de 2023. La comparación de las imágenes muestra que en solo 14 meses las capas de polvo se han expandido significativamente. Según Ryan Lau, coautor del estudio y miembro de NOIRLab de la NSF, las observaciones en este espectro son cruciales para el análisis, ya que el polvo de carbono es bastante frío. En luz infrarroja cercana y visible solo pueden observarse las capas más cercanas a la estrella.

El destino de esta estrella del tipo Wolf-Rayet aún es incierto. Podría convertirse en una supernova o colapsar en un agujero negro. En caso de formarse un agujero negro, las capas de polvo permanecerían intactas, mientras que una explosión de supernova probablemente destruiría todo el material circundante.