Badany układ, oznaczony jako BP Crucis, znajduje się około 13 tysięcy lat świetlnych od Ziemi, w gwiazdozbiorze Krzyża Południa. Tworzą go dwie niezwykle różne gwiazdy. Pierwsza, Wray 977, jest błękitnym nadolbrzymem o masie około 40 razy większej od masy Słońca i rozmiarach sięgających około 60 średnic naszej gwiazdy. Tak masywne i gorące obiekty nieustannie tracą materię w postaci silnego wiatru gwiazdowego.
Czytaj też: Kosmiczne skały przenoszą tysiące składników życia. Naukowcy właśnie je wykryli
Drugim składnikiem układu jest GX 301-Z, czyli gwiazda neutronowa powstała po eksplozji supernowej. Choć ma masę większą od Słońca, jej średnica wynosi zaledwie około 20 kilometrów. Obiekt obraca się raz na około 11 minut i emituje wiązkę promieniowania rentgenowskiego, dlatego astronomowie klasyfikują go jako pulsara. To właśnie ekstremalna grawitacja sprawia, że część materii wyrzucanej przez Wray 977 może zostać przechwycona.
GX 301-2 okrąża swoją ogromną towarzyszkę w ciągu 41,5 dnia. W określonych punktach orbity pulsar przechodzi przez szczególnie gęsty strumień plazmy. Wtedy ilość przechwytywanej materii gwałtownie rośnie, powodując silne rozbłyski promieniowania rentgenowskiego.
Kluczową rolę w obserwacji odegrał instrument Resolve znajdujący się na pokładzie XRISM, wspólnej misji NASA i JAXA. Teleskop został skierowany na BP Crucis 1 lutego ubiegłego roku i obserwował układ przez około 16 godzin, gdy trwał jeden z silniejszych rozbłysków. Szczegółowe widmo promieniowania rentgenowskiego pozwoliło naukowcom przeanalizować linie absorpcyjne wysoko zjonizowanego żelaza. Ich przesunięcie dostarczyło informacji o kierunku i prędkości przemieszczającego się gazu.
Wynik był wyjątkowo wyraźny: materia kierowała się w stronę gwiazdy neutronowej z prędkością około 540 000 km/h. Naukowcy mogli dzięki temu stwierdzić, że wiatr gwiazdowy jest przechwytywany, a dodatkowo zobaczyć, co dzieje się z nim w bezpośrednim otoczeniu pulsara. Według modelu opracowanego przez autorów początkowo przechwycony gaz tworzy chaotyczny dysk akrecyjny, który stopniowo kieruje materię w stronę gwiazdy neutronowej.
Czytaj też: To najmniejsze brązowe karły, jakie widzieli astronomowie. Chciałyby być gwiazdami, a nie mogą
Gdy pulsar zagłębia się w gęsty strumień plazmy, dysk traci warunki potrzebne do utrzymania swojej struktury i zanika. Wtedy materia może opadać znacznie bardziej bezpośrednio na gwiazdę neutronową. Pod koniec przejścia przez strumień dysk ponownie się formuje, a następnie znów zanika, gdy pulsar opuszcza gęsty obszar. Cały proces trwa około czterech dni. Obserwacja wypełnia istotną lukę w wiedzy o akrecji. Wcześniejsze badania pozwalały obserwować materię znajdującą się bardzo blisko gwiazdy neutronowej albo znacznie dalej od niej. XRISM umożliwił natomiast zbadanie obszaru pośredniego, oddalonego od pulsara o setki tysięcy do około miliona kilometrów. Dzięki temu astronomowie mogą dokładniej prześledzić drogę materii od wiatru gwiazdowego do powierzchni ekstremalnie gęstego obiektu.
Źródło: Science Advances
