U jednom od najnasilnijih poznatih zvjezdanih sustava, teleskop James Webb zabilježio je rijedak kozmički prizor: masivna zvijezda iz daljine uništava oblake prašine koje stvaraju dvije druge zvijezde u središtu sustava. Sustav, poznat pod nazivom Apep, podsjeća na spiralnu zmiju koja neprekidno ispušta slojeve materijala u okolni prostor, sve dok ih udaljeni div ne izbriše do temelja.
Sudar zvjezdanih vjetrova u Apep sustavu
Apep se nalazi među najekstremnijim binarnim sustavima ikad zabilježenima. U njegovom središtu nalaze se dvije Wolf-Rayet zvijezde, izuzetno masivni i nestabilni objekti u kasnoj fazi razvoja. Prije nego što završe kao supernove, ove zvijezde izbacuju velik dio svoje mase u obliku snažnih zvjezdanih vjetrova. Kada se takvi vjetrovi sudare, dolazi do kondenzacije ugljikovih atoma u čestice prašine, materijal iz kojeg kasnije nastaju planeti.
Za razliku od većine poznatih sustava u kojima se sudaraju zvjezdani vjetrovi, u sustavu Apep dvije zvijezde orbitiraju na udaljenosti od oko 100 astronomskih jedinica.
To je približno deset puta više od tipičnih binarnih sustava ove vrste. Veći razmak znači da se prašina stvara samo povremeno, u razdobljima kada se orbite privremeno približe.
Webb razotkriva unutarnju strukturu spiralnih oblaka
Tijekom tih bliskih prolazaka, zvijezde proizvode koncentrične slojeve prašine koji se šire prema van poput dimnih prstenova. Dosad je najunutarnji sloj bio vidljiv uz pomoć europskog teleskopa VLT, no JWST je prvi prikazao tri najnovija sloja s iznimnom razlučivošću. Analize pokazuju da se vjetar iz jedne Wolf-Rayet zvijezde širi brzinom od 2.100 km/s, dok iz druge doseže čak 3.500 km/s.
Unutar tih slojeva, istraživači su uočili zapanjujući detalj: konusnu prazninu, točno izrezanu iz oblaka prašine. Taj “odsječeni” segment ne sadrži nikakve čestice. Analiza JWST podataka pokazala je da za ovu prazninu nije odgovorna nijedna od dviju unutarnjih zvijezda, već treća — superdiv O-tipa — udaljena oko 1.700 astronomskih jedinica od središta sustava.
Izvor: White i sur.
Premda se ranije smatralo da bi treća zvijezda mogla biti samo optički poravnata s Apep sustavom, nova promatranja potvrđuju da je gravitacijski povezana. Iako je inicijalno imala manju masu od Wolf-Rayet para, te su dvije zvijezde s vremenom izbacile toliko materijala da je O-zvijezda postala najmasivniji objekt u sustavu.
Zračenjem visoke energije — osobito rendgenskim i ultraljubičastim — te mogućim djelovanjem vlastitog zvjezdanog vjetra, O-zvijezda uništava dio oblaka prašine koje stvaraju Wolf-Rayet zvijezde u središtu sustava.
Pretpostavlja se da dolazi do kombiniranog djelovanja udarnih valova i fotodisocijacije, ali proces još nije do kraja razjašnjen.
Pripadaju li sve tri zvijezde istom sustavu?
Glavni autor studije, Ryan White sa Sveučilišta Macquarie, navodi da sve tri zvijezde najvjerojatnije potječu iz istog oblaka plina i prašine. Ako je to točno, sustav ne bi trebao biti stariji od pet milijuna godina. Dvije unutarnje zvijezde su zbog veće početne mase brže evoluirale i već dosegle završnu fazu života, dok O-zvijezda tek dolazi do vrhunca svoje stabilnosti.
Wolf-Rayet faza traje manje od 100.000 godina, ali još nije poznato koliko je blizu kraju. Znanstvenici nemaju pouzdan način da odrede točnu vremensku udaljenost od supernove. Dok kod crvenih superdivova postoje prepoznatljivi znaci nadolazeće eksplozije, ponašanje Wolf-Rayet zvijezda ostaje teško predvidivo.
Iako su danas izuzetno rijetke, sustavi s dvostrukim Wolf-Rayet zvijezdama vjerojatno su bili mnogo češći u ranom svemiru. U fazi kada se oblikovala Mliječna staza, masivne zvijezde bile su prisutnije, a njihovi izbačeni materijali igrali su ključnu ulogu u formiranju međuzvjezdane prašine.
Upravo se u takvim ekstremnim uvjetima stvorila većina prašine koja i danas ispunjava galaktički disk. Sustavi poput Apepa daju uvid u te prve faze galaktičke evolucije i nude priliku za proučavanje procesa koji su doveli do nastanka zvijezda, planeta, i života.
Ivan je novinar, bloger i autor s više od 15 godina iskustva u digitalnim medijima. Piše o širokom spektru tema, uključujući svemir, astronomiju, znanost, povijest i arheologiju. Objavljuje kao gostujući autor u Večernjem listu, a kao stručni sugovornik gostovao je u emisijama na kanalima Science Discovery i History Channel. Osnivač je portala Kozmos.hr, prvog hrvatskog online magazina posvećenog popularizaciji znanosti i svemira.
