Астрономы выяснили причину загадочных вспышек нейтронной звезды GX 301-2, которая находится в двойной системе BP Crucis на расстоянии около 13 000 световых лет от Земли. Эта «зомби-звезда» представляет собой сверхплотный остаток от взрыва сверхновой: при массе, сопоставимой с массой Солнца, её диаметр составляет всего около 20 километров. Исследование опубликовано в журнале Science Advances, сообщает Live Science.
Компаньоном нейтронной звезды выступает голубой гипергигант Wray 977, который примерно в 60 раз крупнее Солнца. GX 301-2 относится к классу пульсаров: она обладает чрезвычайно сильным магнитным полем и быстро вращается, регулярно выбрасывая в космос колеблющийся пучок электромагнитного излучения, включая рентгеновские лучи. Когда этот пучок направлен в сторону Земли — примерно каждые 11 минут — телескопы фиксируют вспышку.
Однако, в отличие от большинства известных пульсаров, GX 301-2 испускает дополнительные частые рентгеновские вспышки, из-за которых её яркость многократно возрастает. До сих пор учёные не могли объяснить природу этого явления. В новом исследовании специалисты использовали космический телескоп XRISM (X-ray Imaging and Spectroscopy Mission — миссия по рентгеновской визуализации и спектроскопии), которым совместно управляют NASA и Японское агентство аэрокосмических исследований, чтобы детально изучить систему BP Crucis.
Выяснилось, что нейтронная звезда вспыхивает каждый раз, когда проходит через гигантский шлейф звёздного ветра — потока ионизированного газа, или плазмы, — который выбрасывает её гипергигантский партнёр. Этот шлейф несётся со скоростью около 540 000 километров в час, а его форма, вероятно, определяется гравитационным влиянием сверхплотного соседа. GX 301-2 обращается вокруг Wray 977 за 41,5 дня, и вспышки происходят в моменты наибольшего сближения и максимального удаления от компаньона, причём самые мощные — при сближении.
Впервые учёным удалось напрямую зафиксировать, как звёздный материал взаимодействует с нейтронной звездой или другим подобным остатком. «Мы впервые видим чёткие признаки того, как плазма звёздного ветра падает на компактный объект, — приводит слова первого автора работы Роя Рахина из Университета Мэриленда в Балтиморе и Центра космических полётов Годдарда NASA пресс-служба NASA. — Теперь мы можем гораздо детальнее проверить наше понимание этих процессов». Во время 16-часового наблюдения, совпавшего со вспышкой, телескоп XRISM получил подробные рентгеновские спектры, показавшие быстро меняющиеся линии излучения и поглощения.
На основе этих данных исследователи смоделировали, как плазма падает на проходящую нейтронную звезду и закручивается вокруг неё. Когда на поверхности накапливается достаточно звёздного вещества, «зомби-звезда» взрывается, испуская яркие вспышки, которые можно зафиксировать с Земли. Учёные рассчитывают продолжить наблюдения с помощью XRISM, чтобы лучше понять связь между GX 301-2 и шлейфом звёздного ветра Wray 977.