James Webb fotografiert faszinierende Staubringe

Das James-Webb-Weltraumteleskop (JWST) hat das Doppelsternsystem WR 140 abgelichtet, welches von mehreren Staubringen umgeben ist. Die Ringe um die beiden Sterne werden langsam in den Weltraum ausgestoßen. Sie entstehen, sobald die Sternwinde der beiden Himmelskörper kollidieren. 

Das Binärsystem befindet sich etwa 5.600 Lichtjahre entfernt im Sternbild Schwan und ist ein äußerst seltenes Objekt. Konkret handelt es sich dabei um ein sogenannten kollidierendes Winddoppelsystem, welches aus einem extrem seltenen Wolf-Rayet-Stern (WR) und einem ebenfalls seltenen blauen Überriesen-Sternbegleiter vom Typ O besteht.

Wolf Rayets sind reich an Kohlenstoff

WR sind sehr heiß und leuchten stark. Sie erzeugen starke Winde, welche große Mengen an Gas in den Weltraum freisetzen. WR sind arm an Wasserstoff und reich an Stickstoff oder Kohlenstoff und verlieren schnell an Masse. Diese schwindende Masse besteht ebenfalls aus Kohlenstoff. Dieser kühlt langsam ab und wird dort komprimiert, wo die Winde beider Sterne zusammenstoßen. 

Sterne vom Typ O wiederum zählen zu den massereichsten Sternen und sind ebenfalls heiß und hell. Ihre Lebensdauer ist aufgrund ihrer Masse kurz und beträgt wenige Millionen Jahre. Beide Sterne im Binärsystem WR 140 verfügen über extrem schnelle Sternwinde, die mit einer Geschwindigkeit von rund 3.000 Kilometer pro Sekunde in den Weltraum wehen.

Die beiden Sterne umkreisen sich in einer elliptischen Bahn, also nicht kreisförmig. Das spiegelt sich auch in der Form der Ringe wider. Nur bei ausreichender Annäherung stoßen ihre Sternwinde zusammen, wodurch Gas komprimiert und eine riesige Staubwolke verursacht wird, die sich nach außen dehnt und einen Staubring bildet. Da sich die Sterne etwa alle 8 Jahre einmal umkreisen, entsteht auch alle 8 Jahre ein neuer Ring.

Mehrere Ringe denkbar

Möglich ist, dass es noch mehr Ringe gibt, als auf dem Bild zu sehen. Sie könnten aber zu schwach sein, um sie mit dem JWST festzuhalten. Mit den Daten kann jedenfalls belegt werden, dass Wolf-Rayet-Sterne kohlenstoffreiche Staubmoleküle produzieren. Das Bild beweist auch, dass dieser Staub in der Umgebung zwischen den Sternen überleben und Material für zukünftige Sterne und Planeten bieten kann. Mit dem JWST könnten Forscher*innen künftig mehr darüber lernen, wie diese Sterne das Material bilden und neue Sternentstehungen begünstigen können.

Die Ergebnisse wurden in der Fachzeitschrift Nature Astronomy veröffentlicht.