沃尔夫-拉叶 140（也称为 WR 140 或 HD 193793）是一个由两颗大质量恒星组成的系统，位于天鹅座中，距离我们约 5,000 光年。当这些恒星相互摆动时，来自每颗恒星的恒星风猛烈撞击在一起，物质压缩，并形成富含碳的尘埃。 NASA/ESA/CSA 詹姆斯·韦伯太空望远镜的最新观测结果显示，17 个发出中红外光的尘埃壳正在以规则的间隔向周围空间扩展。
这张富含碳的沃尔夫拉叶星 WR 140 的图像是由韦伯中红外仪器 (MIRI) 于 2023 年 9 月拍摄的。图片来源：NASA / ESA / CSA / STScI / E. Lieb、丹佛大学 / R. Lau ，NSF 的 NOIRLab / J. Hoffman，丹佛大学。
“韦伯证实科罗拉多州丹佛大学的博士生艾玛·利布（Emma Lieb）说：“这些数据是真实的，而且其数据还表明，尘埃壳正在以一致的速度向外移动，揭示了在极短的时间内发生的可见变化。”
“每颗炮弹都以每秒超过 2,600 公里的速度飞离恒星，几乎是光速的 1%。”
“我们习惯于思考太空中的事件是在数百万或数十亿年的时间内缓慢发生的，”丹佛大学教授詹妮弗·霍夫曼说。
“在这个系统中，天文台显示尘埃壳从一年到下一年都在扩大。”
英国天文学技术中心的天文学家奥利维亚·琼斯博士说：“在韦伯仅相隔 13 个月进行的观测中，看到这些贝壳的实时运动确实令人惊叹。”
“这些新结果让我们第一次看到如此巨大的双星作为宇宙中尘埃工厂的潜在作用。”
就像发条一样，恒星风每八年有几个月产生尘埃，因为这两颗恒星在一条宽阔、细长的轨道上最接近。
韦伯还显示了灰尘形成停止的位置 - 寻找图像左上角的较暗区域。
该望远镜的中红外图像检测到了已经存在了 130 多年的贝壳——较旧的贝壳已经消散得足够大，以至于现在太暗而无法检测到。
天文学家推测，恒星最终将在数十万年的时间里产生数万个尘埃壳。
“中红外观测对于这项分析绝对至关重要，因为该系统中的尘埃相当凉爽，”美国国家科学基金会 NOIRLab 的天文学家 Ryan Lau 博士说。
“近红外和可见光观测只会显示距离恒星最近的贝壳。”
“有了这些令人难以置信的新细节，望远镜还使我们能够准确研究恒星形成尘埃的时间——几乎是白天。”
粉尘分布不均匀。尽管这些差异在韦伯图像中并不明显，但研究人员发现一些尘埃已经“堆积”，形成了与整个太阳系一样大的无定形、脆弱的云。
许多其他单独的灰尘颗粒自由漂浮。每个斑点都小至人类头发宽度的百分之一。无论是否结块，所有灰尘都以相同的速度移动并且富含碳。
当这些恒星向周围环境“喷洒”尘埃之后，数百万或数十亿年后会发生什么？
该系统中的沃尔夫-拉叶星质量是太阳的 10 倍，并且已接近其生命的终点。
在其最后的“表演”中，这颗恒星要么会爆炸为超新星——可能会炸掉部分或全部尘埃壳——要么塌陷成黑洞，而这将使尘埃壳完好无损。
尽管没有人能够确切地预测将会发生什么，但科学家们还是支持黑洞的场景。
“天文学的一个主要问题是，宇宙中所有的尘埃来自哪里？”刘博士说。
“如果像这样的富含碳的尘埃能够幸存下来，它可以帮助我们开始回答这个问题。”
霍夫曼教授说：“我们知道碳对于形成像我们这样的岩石行星和太阳系是必要的。”
“能够一睹双星系统如何不仅产生富含碳的尘埃，而且还将其推入我们的银河系邻居，真是令人兴奋。”
这发现发表于天体物理学期刊通讯。
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艾玛·P·迪尔等人。 2025. WR 140 碰撞风尘埃形成的动态印记。应用JL979，L3； DOI：10.3847/2041-8213/ad9aa9
