Dos raras estrellas que se azotan una alrededor de la otra en un amplio y salvaje tango han brindado a los astrónomos una oportunidad única para estudiar el suave golpeteo de la luz contra sus faldas polvorientas.

El objeto binario llamado WR 140 está rodeado por una serie de capas de polvo entrelazadas que son empujadas lentamente a través del espacio, no solo por los vientos estelares binarios de partículas cargadas, sino por el resplandor de la radiación emitida por las mismas estrellas.

Por primera vez, los científicos pudieron observar directamente esta presión de radiación en acción, utilizando observaciones infrarrojas del Observatorio Keck para rastrear una columna gigante a medida que se extendía por el espacio durante un período de 16 años.

Ayuda a explicar lo que vemos en un Foto reciente del Telescopio Espacial James Webb (JWST), objeto de un segundo papelmostrando el binario en llamas ubicado en medio de una profusión de capas de polvo brillante.

«Es difícil ver la luz de las estrellas provocando una aceleración porque la fuerza se desvanece con la distancia y otras fuerzas toman el control rápidamente». dice el astrónomo Yinuo Han de la Universidad de Cambridge.

«Para presenciar una aceleración al nivel en el que se vuelve medible, el material debe estar razonablemente cerca de la estrella o la fuente de la presión de radiación debe ser muy fuerte. WR 140 es una estrella binaria cuyo feroz campo de radiación sobrealimenta estos efectos, colocándose dentro de alcance de nuestros datos de alta precisión».

WR 140 se encuentra a unos 5.600 años luz de distancia en la constelación Cygnus, y es una rareza entre las rarezas. Se llama viento binario en colisión, formado por una estrella Wolf-Rayet extremadamente rara y una estrella supergigante azul tipo O, otro objeto raro.

como tenemos previamente explicadoLas estrellas Wolf-Rayet son muy calientes, muy brillantes y muy viejas, y se encienden al final de su vida útil en la secuencia principal. Están significativamente empobrecidos en hidrógeno, ricos en nitrógeno o carbono, y pierden masa a un ritmo muy alto. Esta masa perdida también es rica en carbono, que absorbe la radiación de las estrellas y la vuelve a emitir como luz infrarroja.

Las estrellas de tipo O, por otro lado, se encuentran entre las estrellas más masivas conocidas, también muy calientes y brillantes; debido a que son tan masivos, su vida útil es increíblemente corta, desapareciendo después de solo unos pocos millones de años.

Las dos estrellas del sistema WR 140 rápidamente vientos estelares, volando por el espacio a unos 3.000 kilómetros (1.864 millas) por segundo. Así que ambos están perdiendo masa a un ritmo vertiginoso. En realidad es bastante normal. Pero las estrellas se orbitan entre sí en forma elíptica u ovalada, lo que significa que no orbitan uniformemente. Se acercan para acercarse (periaster) y luego vuelven a alejarse a gran distancia (apastron).

En el periápside, sus poderosos vientos estelares chocan, creando sacudidas y una gigantesca bocanada de polvo que se expande hacia afuera, creando una capa de polvo. Las estrellas orbitan una vez cada 7,94 años, lo que significa que cada capa nueva se crea 7,94 años después de la última. Esta previsibilidad significa que objetos como el WR 140 son objetos fascinantes para estudiar la producción y la aceleración del polvo.

Pero es posible que haya notado que la forma de las conchas es peculiar, con un lado alargado, produciendo lo que se ha descrito como un «ardilla«forma. Es difícil de explicar solo a partir de los vientos estelares.

«En ausencia de fuerzas externas, cada espiral de polvo debería expandirse a un ritmo constante», han dice.

«Nos desconcertamos al principio porque no podíamos hacer coincidir nuestro modelo con las observaciones, hasta que finalmente nos dimos cuenta de que estábamos viendo algo nuevo. Los datos no coincidían porque la velocidad de expansión no era constante, sino que estaba acelerando. Habíamos filmado esto por primera vez en cámara».

Pero hay otra explicación: presión de radiación. La radiación electromagnética, la luz, ejerce una pequeña presión sobre lo que golpea, debido a la transferencia de momento del fotón a la superficie. Los fotones son tan pequeños y sin masa que no afectarán tu vida diaria, pero las estrellas emiten mucha radiación poderosa. Sin filtrar y en el vacío del espacio, en realidad puede producir materia. Este es el principio detrás tecnología de vela ligera.

Cuando el equipo incluyó la presión de radiación en sus modelos de WR 140, pudieron replicar la forma peculiar de las capas hinchadas alrededor del sistema binario.

«En cierto modo, siempre supimos que esa tenía que ser la razón del flujo, pero nunca imaginé que seríamos capaces de ver la física en funcionamiento de esta manera». dice el astrofísico Peter Tuthill de la Universidad de Sydney en Australia.

«Cuando miro los datos ahora, veo el penacho WR140 desplegándose como una vela gigante hecha de polvo. Cuando recoge el viento de fotones de la estrella, como un yate que recoge una ráfaga, salta hacia delante de repente».

El Universo está, verdaderamente, lleno de maravillas.

La investigación del equipo ha sido publicada en La naturalezay el segundo artículo sobre las observaciones del JWST en astronomía natural.