Рентгенівська обсерваторія XRISM дала астрономам рідкісну можливість безпосередньо простежити, як нейтронна зоря захоплює речовину зі свого гігантського зоряного компаньйона. У системі BP Crucis вчені вперше побачили чіткі спектральні ознаки того, що плазма зоряного вітру падає на компактний обʼєкт і живить потужні спалахи рентгенівського випромінювання.
BP Crucis розташована приблизно за 13 тисяч світлових років у сузірʼї Південного Хреста. Головна зоря Wray 977 — блакитний гіпергігант приблизно у 40 разів масивніший за Сонце й приблизно у 60 разів більший за нього. Вона постійно втрачає іонізований газ у вигляді потужного зоряного вітру.
Нейтронна зоря проходить крізь щільний потік плазми
Компаньйон гіпергіганта — нейтронна зоря GX 301-2, у якій маса понад одну сонячну стиснута в кулю діаметром приблизно 20 кілометрів. Вона обертається приблизно раз на 11 хвилин і спрямовує в космос рентгенівський промінь, тому класифікується як пульсар.
Пульсар рухається навколо Wray 977 за витягнутою орбітою з періодом близько 41,5 дня. Двічі за оберт, особливо біля найближчого проходження, він перетинає щільний потік речовини. У ці моменти гравітація нейтронної зорі захоплює плазму, і система спалахує в рентгенівському діапазоні.
XRISM спостерігав систему близько 16 годин. Прилад Resolve отримав надзвичайно точний рентгенівський спектр, у якому лінії сильно іонізованого заліза виявилися зміщеними. За величиною цього зміщення команда визначила напрям і швидкість газу: плазма рухалася до пульсара приблизно зі швидкістю 540 тисяч кілометрів на годину.
Навколо пульсара виникає й руйнується хаотичний диск
Спостереження підтримують складну картину акреції. Коли пульсар входить у щільний потік, частина газу спочатку формує турбулентний диск. Речовина закручується, нагрівається й поступово падає на нейтронну зорю, створюючи рентгенівський спалах.
Коли пульсар рухається глибше в потік, геометрія змінюється, газу бракує достатнього кутового моменту й диск руйнується. Тоді плазма може падати майже прямо на нейтронну зорю. Наприкінці проходження диск ненадовго формується знову, причому моделі вказують, що він може обертатися вже в протилежному напрямку.
Увесь перетин щільного потоку триває приблизно чотири дні. Раніше астрономи припускали, що такі процеси відбуваються у рентгенівських подвійних системах, але XRISM уперше дав настільки чіткий спектроскопічний доказ падіння зоряного вітру на компактний обʼєкт. Це дозволить значно точніше перевіряти моделі того, як нейтронні зорі набирають речовину й перетворюють її гравітаційну енергію на рентгенівське випромінювання.
