La rara immagine di una stella Wolf-Rayet, tra le stelle più luminose e massicce, è stata una delle prime osservazioni effettuate dal telescopio spaziale James Webb della NASA/ESA/CSA. Webb mostra la stella WR 124 con dettagli senza precedenti con i suoi potenti strumenti a infrarossi. La stella si trova a 15.000 anni luce di distanza nella costellazione del Sagittario.

“Ciò che vediamo al centro di questa nuova bellissima immagine è una stella. La luce di questa stella ha viaggiato nello spazio per circa 15.000 anni fino a raggiungere i rilevatori del telescopio. Il materiale che si vede intorno alla stella centrale e che sembra polvere, è polvere. Alla fine della vita di una stella, essa rilascia il suo materiale esterno, i suoi strati esterni, nel resto dell’universo. Quella polvere si diffonde nel cosmo e finirà per creare pianeti” spiega Amber Straughn della NASA.

Le stelle massicce attraversano i loro cicli di vita e non tutte attraversano una breve fase Wolf-Rayet prima di diventare una supernova, rendendo le osservazioni dettagliate di Webb preziose per gli astronomi. Le stelle di Wolf-Rayet sono in procinto di liberarsi dei loro strati esterni, dando luogo ai loro caratteristici aloni di gas e polvere. La stella WR 124 è 30 volte la massa del Sole e finora ha perso materiale per un valore pari a dieci volte la stella del nostro sistema solare. Mentre il gas espulso si allontana dalla stella e si raffredda, la polvere cosmica si forma e brilla nella luce infrarossa rilevabile da Webb.

L’origine della polvere cosmica che può sopravvivere a un’esplosione di supernova e contribuire al ‘bilancio della polvere’ complessivo dell’Universo è di grande interesse per gli astronomi per molte ragioni. La polvere è parte integrante del funzionamento dell’Universo: protegge le stelle in formazione, si riunisce per aiutare a formare i pianeti e funge da piattaforma per la formazione e l’aggregazione delle molecole, compresi gli elementi costitutivi della vita sulla Terra. Nonostante i molti ruoli essenziali svolti dalla polvere, c’è ancora più polvere nell’Universo di quanto le attuali teorie sulla formazione della polvere degli astronomi possano spiegare. L’Universo sta operando con un surplus di budget di polvere.

Webb apre nuove possibilità per lo studio dei dettagli nella polvere cosmica, che si osserva meglio nelle lunghezze d’onda infrarosse della luce. La NIRCam (Near-Infrared Camera) di Webb bilancia la luminosità del nucleo stellare di WR 124 e i dettagli intricati nel gas circostante più debole. Il Mid-Infrared Instrument (MIRI) del telescopio rivela la struttura grumosa della nebulosa di gas e polvere che circonda la stella. Prima di Webb, gli astronomi amanti della polvere semplicemente non avevano informazioni abbastanza dettagliate per esplorare le questioni sulla produzione di polvere in ambienti come WR 124 e se quella polvere fosse di dimensioni e quantità sufficienti per sopravvivere e dare un contributo significativo al budget complessivo della polvere. Ora queste domande possono essere esaminate con dati reali.

Stelle come WR 124 fungono anche da analogo per aiutare gli astronomi a comprendere un periodo cruciale nella storia primordiale dell’Universo. Simili stelle morenti hanno seminato il giovane Universo con gli elementi pesanti forgiati nei loro nuclei – elementi che ora sono comuni nell’era attuale, anche sulla Terra.

Il telescopio Webb

Webb è il più grande e potente telescopio mai lanciato nello spazio per l’astronomia a raggi infrarossi, lanciato il 25 dicembre 2021 dallo spazioporto di Arianespace a Kourou, nella Guiana francese, trasportato in orbita solare da un razzo Ariane 5. Il telescopio è il frutto di una collaborazione internazionale tra l’Agenzia spaziale statunitense (NASA), l’Agenzia spaziale europea (ESA) e l’Agenzia spaziale canadese (CSA).

In base a un accordo di collaborazione internazionale, l’ESA ha fornito il servizio di lancio del telescopio, utilizzando il veicolo di lancio Ariane 5. Lavorando con i partner, l’ESA è stata responsabile dello sviluppo e della qualificazione degli adattamenti di Ariane 5 per la missione Webb e dell’approvvigionamento del servizio di lancio da parte di Arianespace. L’ESA ha anche fornito lo spettrografo NIRSpec e il 50% dello strumento nel medio infrarosso MIRI, che è stato progettato e costruito da un consorzio di istituti europei finanziati a livello nazionale (The MIRI European Consortium) in collaborazione con JPL e l’Università dell’Arizona.