JWST показав смертоносний танець двох вмираючих зірок (фото)

Нове зображення туманності Апеп від телескопа Джеймса Вебба розкриває складну структуру зоряної системи з трьома вмираючими зірками.

Дивовижне інфрачервоне зображення туманності Апеп, отримане за допомогою телескопа імені Джеймса Вебба (JWST), стало проривом у вивченні еволюції масивних зірок. За словами автора дослідження, «я ахнула — зірки були оповиті величезною спіраллю пилу, наче змія, що пожирає власний хвіст» (Бенджамін Поуп). Саме така структура надихнула дослідників на назву туманності — Апеп, за іменем міфологічного єгипетського бога руйнування. Вражаюча симетрія й турбулентність пилових утворень зумовлена складною взаємодією масивних зірок.

Космічне танго смерті: феномен Вольфа–Райє

Перш ніж вибухнути у вигляді наднової, масивна зоря проходить коротку, але надзвичайно активну фазу, відому як стадія Вольфа–Райє. Ці зорі, названі на честь астрономів Шарля Вольфа та Жоржа Райє, викидають потужні газові потоки, що значно перевершують силу сонячного вітру. У таких системах зорі часто існують у парі, утворюючи бінарні зоряні системи, де їхні вітри взаємодіють і створюють умови для формування пилу. Саме цей пил — збагачений вуглецем — є первинним матеріалом, з якого згодом виникають планети, а зрештою й життя.

«Найдавніший вуглецевий пил у космосі — перший матеріал, з якого складаються наші тіла — утворився саме так» (Поуп). Такий пил, виштовхуваний зоряними вітрами, закручується в спіралеподібні туманності завдяки орбітальному руху зірок. Однією з найвідоміших подібних структур є WR104, що за формою нагадує “дзиґу”.

Подвійна загроза — не одна, а дві Вольфа–Райє

Завдяки інфрачервоній камері MIRI телескопа JWST стало відомо, що в системі Апеп не одна, а дві зорі типу Вольфа–Райє. Ці дві гігантські зірки мають майже однакові потоки вітру, що створює значно ширшу конусоподібну структуру пилу. Це протистояння утворює форму, що нагадує “вітрову шкарпетку” — нестійке, але впорядковане середовище, де конденсується космічний пил.

Раніше спостереження з Дуже великого телескопа (VLT) вказували на третю зорю в системі. Проте її роль залишалася неясною. Одне з пояснень повільного руху пилу було пов’язане з гіпотетичним повільним, але густим вітром з екватора швидко обертової зорі. Та нові високоточні дані JWST показали: навколо системи існує три пилові оболонки, розташовані з ідеальною регулярністю.

«Кожна з них холодніша і слабкіша за попередню» (White et al., 2025). Це відкриття змусило переосмислити попередні теорії щодо структури системи.

Внесок моделей і комп’ютерної симуляції

Науковці опублікували результати аналізу даних JWST у двох статтях на платформі arXiv. Перша стаття, очолювана Інуо Ханом з Каліфорнійського технологічного інституту, висвітлює охолодження пилу і його просторову структуру. Важливо, що Хан та його колеги припустили: система розташована далі від Землі, ніж вважалося. Це, в свою чергу, вказує на її вищу яскравість, але ставить під сумнів попереднє припущення про повільний вітер.

Друга робота, очолена Райаном Уайтом з Університету Маккуорі, зосереджена на розробці комп’ютерної моделі туманності. Завдяки їй вдалося розшифрувати орбітальні рухи зірок з небувалою точністю. Модель показала наявність “укусу” в одній з пилових оболонок — порожнини, вирізаної третім зоряним компаньйоном.

«Це доводить, що сім’я Апеп — не просто пара близнюків — у них є третій брат або сестра» (White et al., 2025). Таким чином, було остаточно доведено, що Apep — це потрійна зоряна система, надзвичайно рідкісна у Всесвіті.

Пил смерті як джерело життя

Розуміння процесів, які відбуваються в системах типу Апеп, несе важливу інформацію для астрофізики. Вони дозволяють реконструювати етапи життя зірок і формування вуглецевого пилу, що є ключовим для виникнення життя. Ці структури — не просто красиві, вони фундаментальні для нашого космічного походження.

У цьому контексті Бенджамін Поуп резюмує: «Насильство зоряної смерті створює головоломки, які мали б сенс для Ньютона і Архімеда». Така наука не лише пояснює фізичні процеси, а й пробуджує уяву.

Таким чином, туманність Апеп постає перед нами як символ руйнівної краси та джерело нових знань про будову Всесвіту.