Dzięki japońsko-amerykańskiemu teleskopowi rentgenowskiemu XRISM, naukowcy zaobserwowali w jaki sposób potężny wiatr gwiazdowy jest gromadzony przez pulsara, stając się źródłem dla silnych rozbłysków w promieniowaniu X – informują NASA i JAXA.
Nigdy wcześniej nie widzieliśmy wyraźnych oznak opadania plazmy z wiatru gwiazdowego na zwarty obiekt – wskazuje Roi Rahin z University of Maryland (UMBC) i NASA Goddard Space Flight Center.
Zbadanym układem gwiazd jest BP Crucis. To masywny rentgenowski układ podwójny położony około 13 tysięcy lat świetlnych od nas w kierunku konstelacji Krzyża Południa. Głównym składnikiem układu jest gwiazda Wray 977, niebieski nadolbrzym około 40 razy masywniejszy od Słońca i 60 razy od niego większy. Gwiazda ta jest tak duża, gorąca i jasna, że nieustannie uciekają z niej strumienie zjonizowanego gazu, co nazywane jest wiatrem gwiazdowym.
Tej gigantycznej gwieździe towarzyszy niewielka gwiazda neutronowa GX 301-2, czyli jądro gwiazdy, która wcześniej eksplodowała jako supernowa. W kuli o średnicy około 20 kilometrów, jaką jest gwiazda neutronowa, mieści się masa większa niż masa Słońca. Gwiazda ta rotuje z okresem 11 minut. Regularnie omiata Ziemię strumieniem promieniowania rentgenowskiego, czyli jest pulsarem,
Pulsar krąży wokół nadolbrzyma z okresem 41,5 dnia. Dwa razy w ciągu tego okresu, obok punktów najbliższego i najdalszego, przez kilka dni występują silne rozbłyski rentgenowskie.
Naukowcy sądzą, że grawitacyjne oddziaływanie pulsara tworzy szczególnie gęsty strumień plazmy. Rozbłyski następują, gdy pulsar przecina ten strumień i przechwytuje część materii. Gdy pulsar jest bliżej nadolbrzyma, rozbłyski są najsilniejsze, bowiem strumień jest tam gęstszy.
Obserwacje przeprowadzono 1 lutego 2025 roku przy pomocy kosmicznego obserwatorium XRISM. Trwały 16 godzin, blisko końca jednego z najsilniejszych rozbłysków. Dzięki instrumentowi pokładowemu Resolve, udało się uzyskać bardzo szczegółowe widmo promieniowania X, z gwałtownie zmieniającymi się liniami emisyjnymi i absorpcyjnymi. W szczególności, linie absorpcyjne od wysoko zjonizowanego żelaza zdradziły prędkość i kierunek plazmy w pobliżu pulsara.
Wykazano, że linie absorpcyjne żelaza są przesunięte w stronę mniejszych energii (fal dłuższych) niż wartości laboratoryjne. Wskazuje na oddalanie się od obserwatora. Gaz przemieszczał się w stronę pulsara. Prędkość plazmy wynosiła 540 000 km/h.
Astronomowie kreślą następujący scenariusz: gdy pulsar trafia na strumień, zgarnia gaz i tworzy gęsty, nieregularny i turbulentny dysk. Gaz opada po spirali w stronę pulsara, rozgrzewa się i emituje promieniowanie rentgenowskie, które zasila rozbłyski. Potem, gdy pulsar wchodzi dalej w strumień, dysk ulega rozpadowi. Prawdopodobnie dlatego, że strumień traci moment pędu niezbędny dla utrzymania dysku. Gdy dysk zaniknie, plazma pada bezpośrednio na pulsara. Opisywane obserwacje są z momentu pod koniec tej fazy.
Gdy pulsar zbliża się do drugiego końca strumienia, dysk powraca na chwilę, kręcąc się w odwrotną stronę. Następnie gdy pulsar wylatuje poza strumień, dysk ponowni zanika. Pulsar potrzebuje około czterech dni, aby przelecieć przez strumień.
Badania opisano w „Science Advances».
X-Ray Imaging and Spectroscopy Mission (XRISM) to teleskop rentgenowski umieszczony w kosmosie przez japońską agencję kosmiczną JAXA, we współpracy z amerykańską NASA i europejską ESA. Teleskop wystrzelono 6 września 2023 roku. Głównymi celami obserwacji są gromady galaktyk, wypływy materii z aktywnych jąder galaktyk, ciemna materia. (PAP)
cza/ agt/
Fundacja PAP zezwala na bezpłatny przedruk artykułów z Serwisu Nauka w Polsce pod warunkiem mailowego poinformowania nas raz w miesiącu o fakcie korzystania z serwisu oraz podania źródła artykułu. W portalach i serwisach internetowych prosimy o zamieszczenie podlinkowanego adresu: Źródło: naukawpolsce.pl, a w czasopismach adnotacji: Źródło: Serwis Nauka w Polsce - naukawpolsce.pl. Powyższe zezwolenie nie dotyczy: informacji z kategorii "Świat" oraz wszelkich fotografii i materiałów wideo.
