Η ζωή, όπως τη γνωρίζουμε, βασίζεται στην χημεία του άνθρακα, και τώρα το διαστημικό τηλεσκόπιο James Webb φαίνεται να έχει ανακαλύψει την πηγή ενός μεγάλου μέρους αυτού του άνθρακα. Αυτή η ανακάλυψη επιτεύχθηκε μέσω της παρατήρησης των κελυφών σκόνης άνθρακα που διαστέλλονται από ένα σύστημα δύο τεράστιων άστρων. Το σύστημα αυτό είναι γνωστό ως WR 140 και αποτελείται από δύο γιγαντιαία άστρα, τα οποία αναμένεται ότι θα καταστραφούν σε εκρήξεις σουπερνόβα στο μέλλον. Βρίσκεται σε απόσταση μόλις 5.000 ετών φωτός από τη Γη, στον αστερισμό του Κύκνου, μια σχετικά κοντινή απόσταση αν τη συγκρίνουμε με τις τεράστιες αποστάσεις του σύμπαντος.
Το πρώτο από τα δύο άστρα του συστήματος είναι ένα τεράστιο αστέρι τύπου Ο, το οποίο είναι το πιο καυτό και φωτεινό είδος άστρου, με έναν ισχυρό άνεμο ακτινοβολίας που επηρεάζει σημαντικά το περιβάλλον γύρω του. Ο δεύτερος σύντροφος είναι ένα αστέρι τύπου Wolf-Rayet (WR), το οποίο, αν και εξίσου ογκώδες, βρίσκεται στα τελευταία στάδια της ζωής του και παρουσιάζει έντονη ταραχώδη συμπεριφορά λόγω εσωτερικών αστάθειών που οδηγούν σε γρήγορη αποβολή μάζας μέσω εκρήξεων και κοσμικών χειμάρρων, αποκαλύπτοντας το εσωτερικό του άστρου.
Τα δύο άστρα του συστήματος WR 140 δεν ακολουθούν τέλεια κυκλικές τροχιές γύρω από το κοινό τους κέντρο βάρους. Αντίθετα, οι τροχιές τους είναι επιμήκεις, γεγονός που φέρνει τα άστρα πολύ κοντά το ένα στο άλλο και στη συνέχεια τα απομακρύνει, με μια πλήρη περιστροφή κάθε 7,9 χρόνια. Στο πλησιέστερο σημείο τους, το οποίο ονομάζεται περίαστρο, τα δύο άστρα απέχουν μόνο 1,3 αστρονομικές μονάδες, ή περίπου 194,5 εκατομμύρια χιλιόμετρα, από το ένα το άλλο.
Κατά τη διάρκεια αυτής της κοντινής προσέγγισης, για αρκετούς μήνες, το νερό που αποβλήθηκε από το άστρο Wolf-Rayet στην παγωμένη του μορφή συναντά τον ισχυρό άνεμο ακτινοβολίας του αστέρα τύπου Ο, δημιουργώντας μια σφοδρή σύγκρουση. Οι άνεμοι που προέρχονται από τα δύο άστρα συγκρούονται, προκαλώντας την συμπίεση και την ψύξη των σωματιδίων, κάτι που επιτρέπει τη δημιουργία σκόνης πλούσιας σε άνθρακα.
Η σκόνη αυτή σχηματίζει έναν δακτύλιο ή κέλυφος γύρω από τα δύο αστέρια, το οποίο στη συνέχεια αρχίζει να διαστέλλεται προς τα έξω. Καθώς οι τροχιές των άστρων τα φέρνουν κοντά ξανά, σχηματίζεται ένας νέος δακτύλιος κάθε 8 χρόνια, με αυτόν τον κύκλο να συνεχίζεται για αμέτρητες περιστροφές.
Πριν από αυτή την ανακάλυψη, οι επιστήμονες είχαν παρατηρήσει μόνο λίγους εσωτερικούς δακτυλίους από αυτό το συμβάν χρησιμοποιώντας ορατό και υπέρυθρο φως. Ωστόσο, τώρα, χάρη στο όργανο μεσαίας υπέρυθρης ακτινοβολίας (MIRI) του James Webb, οι ερευνητές έχουν καταφέρει να απεικονίσουν 17 συμπαγή, ομόκεντρα δακτυλιοειδή κελύφη γύρω από το σύστημα WR 140, τα οποία εκτείνονται στο Διάστημα. Οι συστάδες αυτές, μερικές από τις οποίες έχουν το μέγεθος του ηλιακού μας συστήματος, είναι περιοχές όπου η παραγωγή σκόνης είναι στο μέγιστο.
Τα διαστελλόμενα κελύφη κινούνται με εκπληκτική ταχύτητα, περίπου 2.600 χιλιόμετρα ανά δευτερόλεπτο. Η ερευνήτρια Έμμα Λιέμπ, διδακτορική φοιτήτρια στο Πανεπιστήμιο του Ντένβερ, που ηγήθηκε της έρευνας, ανέφερε: «Το τηλεσκόπιο έδειξε ότι τα κελύφη σκόνης κινούνται προς τα έξω με σταθερές ταχύτητες, αποκαλύπτοντας ορατές αλλαγές σε εξαιρετικά σύντομες χρονικές περιόδους». Η Τζένιφερ Χόφμαν, καθηγήτρια αστρονομίας στο ίδιο πανεπιστήμιο, τόνισε ότι σε αντίθεση με άλλα φαινόμενα στο διάστημα, τα οποία εξελίσσονται σε εκατομμύρια ή δισεκατομμύρια χρόνια, σε αυτό το σύστημα οι αλλαγές είναι ορατές από το ένα έτος στο άλλο.
Οι παλαιότεροι ορατοί δακτύλιοι από αυτά τα συμβάντα είναι ηλικίας 130 ετών. Ωστόσο, οι στενές επαφές μεταξύ των δύο άστρων συνεχίζονται εδώ και εκατοντάδες χιλιάδες χρόνια. Τα παλαιότερα κελύφη, τα οποία πιθανόν να είναι πολύ αμυδρά για να εντοπιστούν ακόμα και με τα όργανα του James Webb, είτε έχουν διαλυθεί στο Διάστημα είτε είναι πολύ μακρινά για να εντοπιστούν. Αναμένεται ότι το σύστημα WR 140 θα συνεχίσει να σχηματίζει δεκάδες χιλιάδες νέους δακτυλίους σκόνης στο μέλλον, ανοίγοντας νέες δυνατότητες για την κατανόηση της προέλευσης του άνθρακα και άλλων στοιχείων που αποτελούν τη βάση της ζωής στον πλανήτη μας.