Las estrellas Wolf-Rayet , a menudo abreviadas como estrellas WR , son un raro conjunto heterogéneo de estrellas con espectros inusuales que muestran líneas de emisión amplias y prominentes de helio ionizado y nitrógeno o carbono altamente ionizados . Los espectros indican un aumento de superficie muy alto de elementos pesados , agotamiento de hidrógeno y fuertes vientos estelares . Las temperaturas superficiales de las estrellas Wolf-Rayet conocidas oscilan entre 20.000 K y alrededor de 210.000 K, más calientes que casi todos los demás tipos de estrellas. Anteriormente se las llamaba estrellas de tipo W en referencia a su clasificación espectral.
Las estrellas Wolf-Rayet clásicas (o de Población I ) son estrellas masivas evolucionadas que han perdido por completo su hidrógeno exterior y están fusionando helio o elementos más pesados en el núcleo. Un subconjunto de las estrellas de población I WR muestra líneas de hidrógeno en sus espectros y se conocen como estrellas WNh; son estrellas jóvenes extremadamente masivas que aún fusionan hidrógeno en el núcleo, con helio y nitrógeno expuestos en la superficie por una fuerte mezcla y pérdida de masa impulsada por la radiación. Un grupo separado de estrellas con espectros WR son las estrellas centrales de las nebulosas planetarias (CSPNe), estrellas post- asintóticas de ramas gigantes que eran similares al Sol. mientras que en la secuencia principal, pero ahora han cesado la fusión y se han desprendido de sus atmósferas para revelar un núcleo desnudo de carbono-oxígeno.
Todas las estrellas Wolf-Rayet son objetos muy luminosos debido a sus altas temperaturas: miles de veces la luminosidad bolométrica del Sol ( L ☉ ) para el CSPNe, cientos de miles L ☉ para las estrellas Población I WR, hasta más de un millón L ☉ para las estrellas WNh, aunque no excepcionalmente brillantes visualmente, ya que la mayor parte de su emisión de radiación es ultravioleta .
Las estrellas a simple vista Gamma Velorum y Theta Muscae , así como una de las estrellas más masivas conocidas , R136a1 en 30 Doradus , son todas estrellas Wolf-Rayet.
En 1867, utilizando el telescopio Foucault de 40 cm en el Observatorio de París , los astrónomos Charles Wolf y Georges Rayet [1] descubrieron tres estrellas en la constelación Cygnus (HD 191765, HD 192103 y HD 192641, ahora designadas como WR 134 , WR 135 , y WR 137 respectivamente) que mostraban amplias bandas de emisión en un espectro por lo demás continuo. [2] La mayoría de las estrellas solo muestran líneas o bandas de absorción en sus espectros, como resultado de los elementos superpuestos que absorben energía luminosa a frecuencias específicas, por lo que estos eran objetos claramente inusuales.
La naturaleza de las bandas de emisión en los espectros de una estrella Wolf-Rayet siguió siendo un misterio durante varias décadas. Edward C. Pickering teorizó que las líneas eran causadas por un estado inusual de hidrógeno , y se encontró que esta "serie de Pickering" de líneas seguía un patrón similar a la serie de Balmer , cuando se sustituyeron los números cuánticos de medio entero. Más tarde se demostró que estas líneas eran el resultado de la presencia de helio , el elemento químico recién descubierto en 1868. [3] Pickering notó similitudes entre los espectros Wolf-Rayet y los espectros nebulares, y esta similitud llevó a la conclusión de que algunos o todos Las estrellas Wolf-Rayet eran las estrellas centrales de las nebulosas planetarias .[4]