Avec près de deux décennies d'imagerie infrarouge moyen (IR) provenant des in addition grands observatoires du monde, y compris le télescope Subaru, une équipe d'astronomes a été en mesure de capturer le mouvement en spirale de la poussière nouvellement formée provenant du système d'étoiles binaires massif et évolué Wolf- Rayet (WR) 112. Les systèmes stellaires binaires massifs, ainsi que les explosions de supernova, sont considérés comme des resources de poussière dans l'Univers depuis ses débuts, mais le processus de manufacturing de poussière et la quantité de poussière éjectée sont encore des questions ouvertes. WR 112 est un système binaire composé d'une étoile huge au stade très avancé de l'évolution stellaire perdant une grande quantité de masse et une autre étoile enormous à la séquence principale. De la poussière devrait se former dans la région où les vents stellaires de ces deux étoiles entrent en collision. L'étude révèle le mouvement de l'écoulement poussiéreux du système et identifie le WR 112 comme une usine de poussière très efficace qui produit une masse terrestre entière de poussière chaque année.




La development de poussière, qui est généralement observée dans les sorties douces d'étoiles fraîches avec une masse semblable à celle du Soleil, est quelque peu inhabituelle dans l'environnement extrême autour d'étoiles massives et de leurs vents violents. Cependant, des choses intéressantes se produisent lorsque les vents rapides de deux étoiles massives dans un binaire interagissent.

« Quand les deux vents se heurtent, tout l'enfer se déchaîne, y compris la libération de rayons X de gaz choqués copieux, mais aussi la création (à première vue surprenante) de grandes quantités de particules de poussière d'aérosol à foundation de carbone dans ces binaires dans lesquels on des étoiles a évolué vers He-melt away, qui produit 40% de C dans leurs vents « , explique le co-auteur Anthony Moffat (Université de Montréal). Ce processus de development de poussière est exactement ce qui se produit dans WR 112.




Ce phénomène de development de poussière binaire a été révélé dans d'autres systèmes tels que WR 104 par le co-auteur Peter Tuthill (Université de Sydney). WR 104, en particulier, révèle une élégante traînée de poussière ressemblant à un « moulinet » qui retrace le mouvement orbital du système binaire central des étoiles.

Cependant, la nébuleuse poussiéreuse autour du WR 112 est beaucoup as well as complexe qu'un straightforward motif de moulinet. Des décennies d'observations multi-longueurs d'onde ont présenté des interprétations contradictoires de l'écoulement poussiéreux et du mouvement orbital du WR 112. Après près de 20 ans d'incertitude sur le WR 112

« Nous avons publié une étude en 2017 sur le WR 112 qui suggérait que la nébuleuse poussiéreuse ne bougeait pas du tout, j'ai donc pensé que notre observation COMICS le confirmerait », a expliqué l'auteur principal Ryan Lau (ISAS / JAXA). « À ma grande surprise, l'image COMCIS a révélé que la coquille poussiéreuse avait définitivement bougé depuis la dernière image que nous avons prise avec le VLT en 2016  »

Lau a collaboré avec des chercheurs de l'Université de Sydney, dont le professeur Peter Tuthill et le premier cycle Yinuo Han, professionals en modélisation et interprétation du mouvement des spirales poussiéreuses à partir de systèmes binaires comme WR 112 et ils ont pu produire un modèle préliminaire incroyable qui a confirmé que le courant en spirale poussiéreux tournait dans notre route le lengthy de notre ligne de mire « , a déclaré Lau.

L'animation ci-dessus montre une comparaison entre les modèles de WR 112 créés par l'équipe de recherche et les observations réelles à mi-IR Les modèles et la série d'observations par imagerie ont révélé que la période de rotation de cette spirale poussiéreuse « edge-on » (et la période orbitale du système binaire central ) est de 20 ans.

Avec l'image révisée du WR 112, l'équipe de recherche a pu déduire la quantité de poussière formée par ce système binaire. « Les spirales sont des motifs répétitifs, donc puisque nous comprenons combien de temps il faut pour previous un tour complet de spirale poussiéreuse (~ 20 ans), nous pouvons en fait retracer l'âge de la poussière produite par les étoiles binaires au centre de la spirale », dit Lau. Il souligne qu ‘ »il y a de la poussière fraîchement formée au cœur très central de la spirale, tandis que la poussière que nous voyons à 4 excursions de spirale a environ 80 ans. Par conséquent, nous pouvons essentiellement retracer toute une vie humaine le extended de la spirale poussiéreuse. flux révélé dans nos observations. Ainsi c'est quelque element entre les premier et deuxième tours de spirale).  »

À leur grande surprise, l'équipe a découvert que WR 112 est une usine de poussière très efficace qui produit de la poussière à un taux de 3×10-6 masse solaire par an, ce qui équivaut à produire une masse terrestre entière de poussière chaque année. Cela était inhabituel étant donné la période orbitale de 20 ans du WR 112 – les producteurs de poussière les additionally efficaces dans ce style de système d'étoiles binaires WR ont tendance à avoir des périodes orbitales additionally courtes de moins d'un an, comme le WR 104 avec sa période de 220 jours. WR 112 démontre donc la diversité des systèmes binaires WR capables de previous efficacement de la poussière et met en évidence leur rôle potentiel en tant que sources significatives de poussière non seulement dans notre galaxie mais dans les galaxies au-delà de la nôtre.

Enfin, ces résultats démontrent le potentiel de découverte de l'imagerie mi-IR multi-époques avec l'instrument MIMIZUKU sur le futur Observatoire Tokyo Atacama (TAO). Les résultats mi-IR de cette étude utilisent notamment les plus grands observatoires du monde et préparent le terrain pour la prochaine décennie de découvertes astronomiques avec des télescopes de classe 30 m et le futur télescope spatial James Webb.