Телескопът XRISM наблюдава директно как материя пада върху неутронна звезда

Японската рентгенова космическа обсерватория XRISM направи пробив, като за първи път получи преки спектроскопски доказателства за акреция – процесът на падане на материя върху неутронна звезда.

Обект на изследването е системата BP Crucis, разположена на 13 000 светлинни години от Земята в съзвездието Южен кръст.

Тази система се състои от син хипергигант, Wray 977, чиято маса е 40 пъти, а радиусът – 60 пъти по-голям от този на Слънцето, и неутронна звезда, GX 301-2.

Мощното излъчване на гиганта непрекъснато изхвърля йонизиран газ, формирайки звезден вятър.

Неутронната звезда, която е остатък от свръхнова, има маса, по-голяма от слънчевата, но диаметърът ѝ е едва около 20 км.

Тя се завърта около оста си за 11 минути, излъчвайки рентгенови импулси.

Гравитацията на пулсара създава особено плътен плазмен поток в звездния вятър.

Когато неутронната звезда преминава през него, част от веществото бива уловена и се превръща в източник на рентгеново лъчение.

Ключова роля в откритието играе спектрометърът Resolve, разработен съвместно от НАСА и JAXA

По време на 16-часовите наблюдения на 1 февруари 2025 г. уредът е успял да различи абсорбционни линии на силно йонизирано желязо, които са били изместени към червения край на спектъра.

Това червено отместване е директно доказателство, че плазмата се движи към пулсара със скорост от около 540 000 км/ч (150 км/с).

Спектърът се е променял динамично по време на наблюдението: от абсорбционни линии на желязото, през едновременна абсорбция и емисия, до преобладаващо излъчване.

Учените предлагат модел, според който уловеното вещество първоначално образува дебел турбулентен диск около звездата.

Впоследствие този диск се разрушава и плазмата се устремява директно към неутронната звезда. Целият процес на преминаване през плътния поток отнема около четири денонощия.

Въпреки че не е получено изображение на самия диск, спектралните данни позволяват детайлна проверка на моделите за акреция в масивни рентгенови двойни системи.

Изследването е публикувано в списание Science Advances.

Илюстрация: НАСА