Рентгеновская обсерватория XRISM впервые позволила напрямую увидеть, как поток вещества от массивной звезды захватывается нейтронной звездой. Объектом наблюдений стала система BP Crucis, расположенная примерно в 13 тысячах световых лет от Земли в южном созвездии Южного Креста. Результаты исследования опубликованы в журнале Science Advances, о них сообщает Universe Today.
Главная звезда системы, Wray 977, представляет собой голубого гипергиганта массой около 40 Солнц. Из-за огромных размеров и массы она постоянно теряет ионизированный газ, образующий звёздный ветер. Этот поток притягивает компактный спутник GX 301-2 — нейтронную звезду-пульсар, направляющую рентгеновский луч к Земле с периодом 11 минут.
Наблюдения провели 1 февраля 2025 года, когда одна из мощных вспышек системы подходила к завершению. Спектрометр Resolve на борту XRISM в течение 16 часов регистрировал детальные рентгеновские спектры и быстро меняющиеся линии поглощения, включая линии высокоионизированного железа. По этим данным учёные смогли определить скорость и направление плазмы вблизи пульсара — ранее такое движение не удавалось наблюдать непосредственно.
Смещение линий в сторону меньших энергий показало, что газ удаляется от наблюдателя и движется к нейтронной звезде. Скорость потока составила около 540 тысяч километров в час. «Было ясно, что эти наблюдения имеют огромное значение, но одновременно это означало, что анализ должен быть особенно подробным. Мы видели, как плотный поток плазмы ведёт себя в непосредственной близости от нейтронной звезды», — сказала бывшая сотрудница Центра космических полётов имени Годдарда Назма Ислам, ныне доцент Манипальского центра естественных наук в Индии и соавтор работы.
Полученные результаты подтвердили распространённую модель аккреции в двойных системах с пульсарами. Когда нейтронная звезда входит в поток ионизированного газа, она закручивает его в плотный турбулентный диск, где вещество нагревается до экстремальных температур и становится источником мощного рентгеновского излучения. По мере выхода пульсара из потока диск разрушается, поскольку газу не хватает углового момента для его поддержания.
Во время наблюдений XRISM вещество уже падало непосредственно на нейтронную звезду после исчезновения диска. Ближе к окончанию потока диск ненадолго формируется снова, но вращается в противоположную сторону, а затем исчезает после выхода пульсара из области газа. «Система BP Crucis — идеальная лаборатория для изучения аккреции пульсара за счёт звёздного ветра, а чувствительный спектрометр Resolve с высоким разрешением на борту XRISM — идеальный инструмент для дальнейшего понимания этих процессов», — отметил научный руководитель миссии в NASA Годдарда Брайан Уильямс.