El James Webb revela cuatro espirales de polvo nunca vistas alrededor del sistema estelar Apep

El telescopio espacial James Webb ha revelado una compleja estructura de cuatro espirales de polvo alrededor del sistema estelar Apep, un conjunto de estrellas Wolf-Rayet situado en la Vía Láctea. Hasta el momento, las observaciones desde tierra solo habían mostrado una capa, y aunque se sospechaba la existencia de otras, ninguna había podido detectarse.

La imagen obtenida por el instrumento MIRI del Webb muestra las cuatro serpentinas con una claridad sin precedentes. Cada una sigue un patrón idéntico a la interior, formando una estructura repetitiva que se ha ido construyendo durante los últimos 700 años. La cuarta capa es tan tenue que solo la sensibilidad del Webb ha permitido identificarla.

Apep es un sistema extremadamente inusual porque contiene tres estrellas unidas gravitacionalmente: dos estrellas Wolf-Rayet —estrellas masivas que han perdido su envoltura externa y poseen vientos estelares muy potentes— y una supergigante que orbita más lejos. En las imágenes del Webb, las tres estrellas aparecen como un único punto brillante debido a su proximidad.

El polvo que forma las espirales es expulsado cuando las dos estrellas Wolf-Rayet se acercan una a la otra durante un tramo concreto de su órbita. El nuevo análisis confirma que ambas completan una vuelta alrededor de su compañera cada 190 años, pero solo durante unos 25 años pasan lo suficientemente cerca como para que sus vientos entren en colisión y generen enormes cantidades de polvo rico en carbono.

Este proceso es extraordinario. En la mayoría de los sistemas Wolf-Rayet polvorientos, el polvo se crea en cuestión de meses. Apep, sin embargo, produce capas completas durante décadas, lo que lo convierte en un caso único dentro de nuestra galaxia.

Los científicos combinaron la nitidez del Webb con ocho años de datos del Very Large Telescope (VLT) del Observatorio Europeo Austral. Gracias a estas observaciones, lograron medir la velocidad de expansión de las capas y la posición precisa de cada anillo, lo que permitió refinar el modelo orbital del sistema.

Las nuevas mediciones también han confirmado que la supergigante ejerce una influencia directa sobre las espirales. Su presencia crea cavidades o “huecos” en cada capa de polvo, visibles en la imagen como una zona inclinada en forma de embudo. Estas cavidades se repiten en todos los anillos, lo que demuestra que la tercera estrella está realmente ligada al sistema.

Las estrellas Wolf-Rayet expulsan el polvo a velocidades brutales, entre 2.000 y 3.000 km por segundo. El material está compuesto en gran parte por carbono amorfo, que retiene calor incluso lejos de la estrella, lo que facilita su detección en el infrarrojo medio. Sin embargo, la luz que emite es muy tenue, de ahí la importancia del Webb.

Para los astrónomos, observar esta estructura fue equivalente a “encender la luz en una habitación oscura”. Todo el sistema se volvió visible a una escala nunca antes lograda, permitiendo estudiar por primera vez la arquitectura completa de Apep y las interacciones entre sus estrellas.

Apep es una rareza cósmica. En la Vía Láctea existen solo alrededor de mil estrellas Wolf-Rayet, y muy pocos sistemas dobles. Apep es el único que contiene dos estrellas Wolf-Rayet de este tipo junto a una supergigante masiva, lo que lo convierte en un laboratorio ideal para estudiar la evolución de estrellas extremadamente masivas.

El futuro del sistema es explosivo. Las estrellas Wolf-Rayet terminarán sus vidas como supernovas, enviando al espacio los elementos pesados que han fabricado. Además, no se descarta que alguna de ellas genere un estallido de rayos gamma, uno de los eventos más energéticos del universo, antes de colapsar potencialmente en un agujero negro.

El hallazgo, publicado en The Astrophysical Journal, resuelve preguntas fundamentales sobre el origen de las espirales de polvo y abre la puerta a medir con mayor precisión la distancia a Apep, un dato que los científicos aún deben determinar con nuevas observaciones.

El James Webb continúa demostrando su capacidad para revelar estructuras invisibles para cualquier otro telescopio, permitiendo a los astrónomos reconstruir fenómenos que permanecían ocultos desde hace siglos.

Fuente: NASA Science