La rara visión de una estrella Wolf-Rayet, entre las estrellas más luminosas, masivas y más brevemente detectables conocidas, fue una de las primeras observaciones realizadas por el Telescopio Espacial James Webb de la NASA en junio de 2022. Webb muestra la estrella, WR 124, con un detalle sin precedentes con sus potentes instrumentos infrarrojos. La estrella está a 15.000 años luz de distancia en la constelación de Sagitario.
Las estrellas masivas corren a través de sus ciclos de vida, y solo algunas de ellas pasan por una breve fase Wolf-Rayet antes de convertirse en supernova, lo que hace que las observaciones detalladas de Webb de esta rara fase sean valiosas para los astrónomos. Las estrellas Wolf-Rayet están en el proceso de desprenderse de sus capas externas, lo que resulta en sus característicos halos de gas y polvo. La estrella WR 124 tiene 30 veces la masa del Sol y ha arrojado material de 10 soles, hasta ahora. A medida que el gas expulsado se aleja de la estrella y se enfría, se forma polvo cósmico y brilla en la luz infrarroja detectable por Webb.
El origen del polvo cósmico que puede sobrevivir a una explosión de supernova y contribuir al «presupuesto de polvo» general del universo es de gran interés para los astrónomos por múltiples razones. El polvo es parte integral del funcionamiento del universo: alberga estrellas en formación, se reúne para ayudar a formar planetas y sirve como plataforma para que las moléculas se formen y se agrupen, incluidos los componentes básicos de la vida en la Tierra. A pesar de los muchos papeles esenciales que desempeña el polvo, todavía hay más polvo en el universo de lo que las teorías actuales de formación de polvo de los astrónomos pueden explicar. El universo está operando con un superávit presupuestario de polvo.
Webb abre nuevas posibilidades para estudiar detalles en el polvo cósmico, que se observa mejor en longitudes de onda infrarrojas de luz. La cámara de infrarrojo cercano de Webb (NIRCam) equilibra el brillo del núcleo estelar de WR 124 y los detalles nudosos en el gas circundante más débil. El Instrumento de Infrarrojo Medio (MIRI) del telescopio revela la estructura grumosa de la nebulosa de gas y polvo del material expulsado que ahora rodea a la estrella. Antes de Webb, los astrónomos amantes del polvo simplemente no tenían suficiente información detallada para explorar cuestiones de producción de polvo en entornos como WR 124 y si los granos de polvo eran lo suficientemente grandes y abundantes como para sobrevivir a la supernova y convertirse en una contribución significativa al presupuesto general de polvo. Ahora esas preguntas se pueden investigar con datos reales.
Estrellas como WR 124 también sirven como un análogo para ayudar a los astrónomos a comprender un período crucial en la historia temprana del universo. Estrellas moribundas similares sembraron por primera vez el universo joven con elementos pesados forjados en sus núcleos, elementos que ahora son comunes en la era actual, incluso en la Tierra.
La imagen detallada de Webb de WR 124 preserva para siempre un breve y turbulento tiempo de transformación, y promete descubrimientos futuros que revelarán los misterios del polvo cósmico envueltos durante mucho tiempo.
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