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Les secrets poussiéreux de WR 125

Un regard de plus près sur la formation de poussière dans le système d'étoiles binaires WR 125.

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Table des matières

WR 125 est un système d'étoiles binaires qui contient une étoile Wolf-Rayet, une étoile massive qui a perdu ses couches extérieures et est maintenant chaude et dense. Ce système, qui a été étudié de près, est intéressant parce qu'il produit de la Poussière, surtout à certains moments de son orbite. Comprendre comment et quand cette poussière se forme peut nous en apprendre beaucoup sur les cycles de vie des étoiles et l'environnement dans lequel elles existent.

L'Étoile Wolf-Rayet

Les Étoiles Wolf-Rayet sont connues pour leurs vents puissants et sont classées en différents types selon leur composition. Certaines sont riches en azote, tandis que d'autres, comme celle de WR 125, sont riches en carbone. Ces étoiles jouent un rôle important dans la galaxie en contribuant au contenu en poussière, surtout dans des régions avec une faible métalllicité, où les sources traditionnelles de poussière de supernova peuvent ne pas être aussi présentes.

L'Importance de la Production de Poussière

La poussière est cruciale pour de nombreux processus dans l'univers. Elle contribue à la formation de nouvelles étoiles et planètes et joue un rôle dans le refroidissement des nuages de gaz. Dans les systèmes d'étoiles binaires, la poussière se forme souvent quand les vents de deux étoiles se heurtent. Pour WR 125, la formation de poussière se produit plus intensément quand les étoiles sont le plus proches l'une de l'autre dans leurs orbites.

Observations de WR 125

Des observations récentes de WR 125 ont été réalisées grâce à divers relevés infrarouges et télescopes, menant à des découvertes importantes. Le système a récemment connu un épisode de création de poussière qui a été remarqué pour la première fois dans des données infrarouges. De nouvelles données photométriques ont montré que ce n'était pas la première fois ; il avait une éruption de poussière antérieure qui s'est produite au début des années 1990.

En utilisant des techniques infrarouges proches et moyens, les scientifiques ont pu observer les propriétés de cette poussière et sa relation avec le comportement orbital du système. Ces informations aident à établir à quelle fréquence la poussière est produite et dans quelles conditions.

Propriétés orbitales

Déterminer les propriétés orbitales de WR 125 est difficile en raison de sa longue période orbitale, qui dure environ 28,12 ans. Les mesures prises à partir de spectres optiques ont permis aux chercheurs d'établir des contraintes sur les éléments de son orbite. Ce système a une légère excentricité, ce qui signifie que l'orbite est légèrement allongée plutôt que circulaire. Les calculs reposent principalement sur le mouvement de l'étoile Wolf-Rayet, car les données de l'étoile compagne sont moins claires.

Caractéristiques de la Poussière

La poussière produite dans WR 125 a une température d'environ 580 K, ce qui indique qu'elle est relativement chaude par rapport à la poussière formée dans d'autres systèmes. Les observations infrarouges de la poussière ont montré un motif qui correspond à des éruptions précédentes, montrant un comportement cohérent au fil du temps. Les caractéristiques de la poussière suggèrent qu'elle est probablement du carbone amorphe.

Mécanisme de Formation de la Poussière

Le processus de formation de la poussière dans WR 125 se produit probablement lorsque les vents de l'étoile Wolf-Rayet heurtent ceux de son étoile compagne de type O, surtout près de leur approche la plus proche. Cette collision crée une onde de choc qui augmente la densité du gaz, permettant des conditions propices à la formation de poussière.

Comparaison avec D'autres Systèmes

Comparé à des systèmes similaires comme WR 140, WR 125 a une période orbitale plus longue et un schéma de création de poussière différent. WR 140 est connue pour sa haute excentricité et produit de la poussière dans un cadre temporel plus défini près du passage au périgée. En revanche, la formation de poussière de WR 125 dure plus longtemps, montrant un chemin évolutif différent.

Techniques d'Observation

Différentes techniques ont été utilisées pour étudier WR 125, y compris la photométrie et la spectroscopie infrarouges. Ces méthodes aident à analyser la lumière émise par les étoiles et la poussière autour d'elles. Des observations régulières ont permis aux scientifiques de suivre les changements dans le système au fil du temps, y compris les récentes éruptions de poussière.

Suivi et Recherche Futurs

Le suivi continu de WR 125 est essentiel pour suivre les changements dans sa production de poussière et ses caractéristiques orbitales. En collectant plus de données, les chercheurs peuvent affiner leurs modèles et mieux comprendre les mécanismes derrière la formation de poussière dans les systèmes d'étoiles binaires.

Conclusion

WR 125 représente un cas intrigant dans l'étude des étoiles Wolf-Rayet et de la formation de poussière dans l'univers. Les études en cours continueront de révéler des informations sur le comportement de ces étoiles massives et leurs interactions, contribuant ainsi de manière significative à notre compréhension de l'évolution stellaire et de la production de poussière cosmique.

Source originale

Titre: The long-period spectroscopic orbit and dust creation in the Wolf-Rayet binary system WR 125

Résumé: Several long-period binaries with a carbon-rich Wolf-Rayet star and an O star produce dust in their wind collisions. In eccentric binaries, this is seen most strongly near periastron passage. The exact conditions leading to dust creation require orbital properties to be determined, which is difficult owing to their long periods. Recently, the binary system WR 125 (WC7+O9III) began a dust creation episode seen through an infrared outburst first detected by NEOWISE-R, which was the first outburst detected since 1991. We present new near- and mid-infrared photometry, which we use to show consistency between the two outbursts and derive an orbital period of 28.12$^{+0.10}_{-0.05}$ yr. We use a long time-series of optical spectra to place the first constraints on its orbital elements, on the assumption that this system will produce dust near periastron. The orbit has a mild eccentricity of 0.29$\pm$0.12 and is only derived for the Wolf-Rayet component, as the O star's radial velocities have noise that is likely larger than the expected semi-amplitude of the orbit. We also present SOFIA/FORCAST grism spectroscopy to examine the infrared spectral energy distribution (SED) of the dust during this outburst, comparing its properties to other WCd binaries, deriving a dust temperature of 580 K in 2021. This collection of observations will allow us to plan future observations of this system and place the system in the context of dust-creating Wolf-Rayet binaries.

Auteurs: Noel D. Richardson, Andrea R. Daly, Peredur M. Williams, Grant M. Hill, Victor I. Shenavrin, Izumi Endo, André-Nicolas Chené, Nicole Karnath, Ryan M. Lau, Anthony F. J. Moffat, Gerd Weigelt

Dernière mise à jour: 2024-05-16 00:00:00

Langue: English

Source URL: https://arxiv.org/abs/2405.10454

Source PDF: https://arxiv.org/pdf/2405.10454

Licence: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

Changements: Ce résumé a été créé avec l'aide de l'IA et peut contenir des inexactitudes. Pour obtenir des informations précises, veuillez vous référer aux documents sources originaux dont les liens figurent ici.

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