Tout comme le télescope Hubble, le James-Webb (JWST) peut apporter des contributions dans bien des questions d ‘astrophysique et de cosmologies. Elles ne se limitent pas à l’étude des premières galaxies ou à l’analyse de la composition chimique des atmosphères d’exoplanètes. On sait par exemple que la poussière interstellaire composant environ 1% des nuages moléculaires denses et froids est un ingrédient clé dans la formation des étoiles et des planètes. Or il se trouve que les divers processus de production de cette poussière ne sont pas encore aussi bien compris que les cosmochimistes et astrophysiciens le voudraient.
C’est pourquoi, pour y voir plus clair, des programs d’études des systèmes d’étoiles doubles connus sous le nom de binaires Wolf-Rayet (WR) à vents en collision sont déjà en cours avec le JWST. On sait que les systèmes WR 140 et WR 137 sont bien actuellement sous l ‘œil du télescope spatial James-Webb car ce sont des producteurs de poussière efficaces dans l ‘Univers local actuel et surtout, pense-t-on, des exemples représentatifs d’autres binaires à vents en collision qui existaient probablement dans les premières galaxies.
One image prize for the JWST de WR 140 is actuellement sur le devant de la scène. Elle est spectaculaire et elle concerns a système binaire déjà étudié avec le télescope Hubble and here if you find a environ 5,600 années-lumière du Système solaire dans la Voie lactée quand on regarde dans la direction de la constellation du Cygne.
La binaire est étudiée depuis des décennies. On sait donc depuis un moment que WR 140 est une étoile double massive comprenant une étoile Wolf-Rayet de type WC7 et une étoile O5, probablement une supergéante blue. Les deux étoiles soufflent des vents stellaires rapides (environ 3.000 km / s) sous the effect of the pression de radiation produced par des luminosity de 103 à 104 fois cells du Soleil. Here enters donc des pertes de masses significant, environ 10-5 et 10-6 masses solaires / an.
Des bulles géantes de poussières
The image en fausses couleurs du JWST, car prize in infrarouge, exhibe les huit branches produites par le phénomène de diffraction avec les miroirs du télescope (voir sur ce phénomène, l’ouvrage culte sur optique by Eugene Hecht). C’est donc un artefact, mais ce n’est pas the cas de la serie arcs de cercle entourant la binaire centrale sur l’image.
The s’agit de coquilles de gaz qui apparaissent comme des anneaux parce que les bords de ces coquilles, qui ne sont pas perpendiculaires à la vue de l’observateur, représentent le rayonnement de “colonnes” de matière plus épaisse sur la ligne de visée.
L’existence de ces coquilles n’est pas mystérieuse et on comprend comment elles sont produites périodiquement tous les 7,94 ans environ. Environ 20 anneaux sont visibles et, selon les astrophysiciens, le plus jeune est né en 2016. Mais comment le savent-ils?
Cette animation montre la production de poussière dans le système stellaire binaire WR 140 lorsque l’orbite de l’étoile Wolf-Rayet se raproche de l’étoile de type O et que leurs vents stellaires entrent en collision. Les vents plus forts de l’étoile Wolf-Rayet soufflent derrière l’étoile O, et de la poussière se crée dans son sillage lorsque le matériau stellaire mélangé se refroidit. Au fur et à mesure que le processus se répète, the poussière forms une coquille. © NASA, ESA, et J. Olmsted (STScI)
La détermination des paramètres orbitaux des étoiles de WR 140 montre qu’elles sont sur des orbites respectives culoz excentriquesde sorte qu’elles se rapprochent de façon conséquente en attignant pour l’une d’elles son périastre (the distance la plus courte les séparant) environ tous les 7,94 ans justement.
The collision between the vents star products par les deux astres is violent to ce moment-there, et naît alors une bulle de matière en expansion qui en se refroidissant va faire se condenser des poussières. Ce sont ces poussières qui chauffées par le rayonnement ultraviolet des deux jeunes étoiles massives vont se refroidir ensuite en rayonnant in infrarouge, revived au regard du JWST les coquilles en expansion. On peut ainsi voir des sortes de strates témoignant de l’histoire passée pendant 160 ans environ de la binaire.
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