W centrum badań znalazł się układ BP Crucis położony w gwiazdozbiorze Krzyża Południowego, w odległości około 13 tys. lat świetlnych od Ziemi. Tworzą go niebieski hiperolbrzym Wray 977 – obiekt o masie czterdzieści razy większej od Słońca – oraz gwiazda neutronowa GX 301-2. Ten kompaktowy towarzysz jest skrajnie gęsty: ma masę porównywalną do Słońca, ale średnicę zaledwie około 20 kilometrów, a dodatkowo wiruje, wykonując pełny obrót co jedenaście minut.
Od dawna zakładano, że źródłem silnych rozbłysków rentgenowskich w BP Crucis jest zderzenie dwóch zjawisk: rozległego wypływu materii z Wray 977 oraz niezwykle "żarłocznej" grawitacji gwiazdy neutronowej. Przełom przyniosły dopiero pomiary z japońsko-amerykańskiej misji XRISM, które pozwoliły bezpośrednio zarejestrować plazmę opadającą z hiperolbrzyma na jego zwartego towarzysza.
Podczas 16-godzinnego epizodu aktywności zarejestrowanego przez XRISM zespół badawczy zauważył zjawisko, dla którego nie znajdowano dotąd odpowiedników w literaturze. W danych pojawiły się wyraźne linie absorpcyjne pochodzące od silnie zjonizowanego żelaza, interpretowane jako ślad plazmy przemieszczającej się w stronę gwiazdy neutronowej. Kierujący badaniami Roi Rahin zwracał uwagę, że podobnych sygnałów nie udało się wcześniej wychwycić nawet przy szczegółowym przeglądzie dotychczasowych analiz.
DLA CIEBIECyfrowy Polak - Wykluczenie cyfrowe
Układ jest szczególnie interesujący, bo w trakcie 41,5-dniowego obiegu gwiazdy neutronowej wokół hiperolbrzyma dwa razy występują kilkudniowe fazy wyjątkowo intensywnych rozbłysków rentgenowskich. Najmocniej świeci wtedy, gdy pulsar przechodzi przez gęsty strumień plazmy powstający w wyniku oddziaływań w układzie. Właśnie w tym czasie materia ma pędzić ku gwieździe neutronowej z prędkością do 540 tys. km/h, co znacząco nasila akrecję i uruchamia potężną emisję promieniowania rentgenowskiego.
Kluczowe okazały się widma z instrumentu Resolve na pokładzie XRISM. Linie żelaza były w nich przesunięte ku czerwieni, czyli miały niższą energię niż w warunkach laboratoryjnych. Taki efekt wskazuje, że plazma rzeczywiście przemieszcza się w stronę pulsara. Dzięki tej detekcji możliwe było nie tylko wyznaczenie prędkości napływającej materii, ale też obserwowanie, jak dynamicznie zmienia się środowisko w bezpośrednim sąsiedztwie gwiazdy neutronowej.
Analiza doprowadziła badaczy do wniosku, że gdy pulsar wchodzi w gęstszy obszar strumienia materii wokół gwiazdy, tworzy się niestabilny, turbulentny dysk. Wraz z dalszym "zanurzaniem się" w strumień nieregularności narastają, aż dysk ulega rozpadowi, a plazma zaczyna spadać bezpośrednio na gwiazdę neutronową. Pod sam koniec przejścia przez strumień na krótko ma pojawić się dysk wirujący w przeciwnym kierunku, po czym układ wraca do stanu równowagi. Cały cykl tych zmian trwa około czterech dni.
Brian Williams z NASA, współautor badań, podkreśla, że BP Crucis stanowi wyjątkowo dobry "poligon" do analizowania akrecji pulsara zasilanego wiatrem gwiazdowym. Dane z XRISM mają pomagać w pełniejszym zrozumieniu ekstremalnych procesów zachodzących przy gwiazdach neutronowych, a zespół kontynuuje analizę obserwacji, by lepiej opisać zachowanie materii w ich najbliższym otoczeniu.
Redaktor serwisu WP Tech. Od ponad 10 lat codziennie pisze o astronomii, astrofizyce, kosmologii i eksploracji przestrzeni kosmicznej. Od samego początku stara się zostać prawdziwym kronikarzem pierwszych kroków ludzkości ku gwiazdom. Tak się dobrze złożyło, że przypadło mu żyć w czasach, w których ludzkość dokonuje fenomenalnych odkryć i po raz pierwszy w historii ma szansę zajrzeć na kres wszechświata i postawić stopę na innej planecie. Poza pracą - miłośnik psów i wielokilometrowych spacerów po lasach Wielkopolski.
