Astronomen, die das NASA/ESA/CSA James-Webb-Weltraumteleskop nutzen, haben zwei Sterne identifiziert, die für die Erzeugung von kohlenstoffreichem Staub nur 5.000 Lichtjahre von der Erde entfernt in unserer Milchstraße verantwortlich sind. Die massiven Sterne im Wolf-Rayet-140-System, die sich auf verlängerten Bahnen umkreisen, erzeugen diesen Staub durch kollidierende stellare Winde.
Bei ihrem engsten Zusammentreffen alle acht Jahre produzieren die Sterne eine neue Staubschale, die sich nach außen ausdehnt und möglicherweise zur Sternentstehung an anderer Stelle in der Galaxie beiträgt. Die Beobachtungen von Webb haben 17 Staubschalen offenbart, die mittlere Infrarotstrahlung emittieren und alle mit konstanten Geschwindigkeiten expandieren.
Emma Lieb, Hauptautorin der Studie und Doktorandin an der Universität Denver, bemerkte: "Das Teleskop hat bestätigt, dass diese Staubschalen real sind, und seine Daten zeigten auch, dass sie sich mit konstanten Geschwindigkeiten nach außen bewegen, was sichtbare Veränderungen über unglaublich kurze Zeiträume hinweg offenbart." Jede Schale bewegt sich mit Geschwindigkeiten von über 2.600 Kilometern pro Sekunde von den Sternen weg, was fast 1 % der Lichtgeschwindigkeit entspricht.
Darüber hinaus haben die mittleren Infrarotbilder von Webb Staubschalen entdeckt, die seit über 130 Jahren bestehen. Die Forscher spekulieren, dass die Sterne im Laufe von Hunderttausenden von Jahren Zehntausende von Staubschalen erzeugen könnten. Ryan Lau, Astronom am NSF NOIRLab, betonte die Bedeutung der mittleren Infrarotbeobachtungen und erklärte: "Mit diesen unglaublichen neuen Details ermöglicht das Teleskop auch, genau zu studieren, wann die Sterne Staub bilden – fast auf den Tag genau."
Die Zukunft der Wolf-Rayet-Sterne bleibt ungewiss. Der massereichere Stern nähert sich dem Ende seines Lebens und könnte entweder als Supernova explodieren oder in ein schwarzes Loch kollabieren, wodurch die Staubschalen möglicherweise erhalten bleiben. Diese Forschung gibt Aufschluss über die Ursprünge von kohlenstoffreichem Staub im Universum, der entscheidend für die Bildung von erdähnlichen Planeten und Sonnensystemen ist.
Die Ergebnisse wurden in den Astrophysical Journal Letters veröffentlicht und auf der 245. Sitzung der American Astronomical Society in National Harbor, Maryland, präsentiert.