Astronomen hebben direct gezien hoe de uitstoot van een reusachtige ster – een sterrenwind – wordt opgevangen door haar compacte begeleider, die de gestolen buit vervolgens gebruikt om krachtige röntgenflitsen aan te drijven. Het onderzoek, onderdeel van NASA's voortdurende poging om te begrijpen hoe het universum werkt (en om ons eraan te herinneren dat onze problemen klein zijn), gebruikte gegevens van het door Japan geleide XRISM (X-ray Imaging and Spectroscopy Mission) observatorium.

"We hebben nog nooit duidelijke aanwijzingen gezien van windplasma dat op een compact object valt," zei Roi Rahin, onderzoeker aan UMBC (University of Maryland, Baltimore County) en NASA's Goddard Space Flight Center in Greenbelt, Maryland. "We kunnen nu ons begrip van deze processen in veel groter detail testen." De bevindingen werden vrijdag gepubliceerd in het tijdschrift Science Advances.

Het systeem in kwestie is BP Crucis, een hoogmassa-röntgendubbelster op ongeveer 13.000 lichtjaar afstand in het zuidelijke sterrenbeeld Crux. De primaire ster, Wray 977, is een blauwe hyperreus van ongeveer 40 keer de massa van de zon en 60 keer zo groot. Ze is zo groot, heet en lichtkrachtig dat er voortdurend geïoniseerd gas van haar af stroomt – een fenomeen dat astronomen een sterrenwind noemen, omdat "reusachtige ruimtescheet" de peer review niet haalde.

De begeleider is een kleine maar machtige neutronenster genaamd GX 301-2. De verpletterde kern van een ster die lang geleden als supernova explodeerde, propt meer dan de massa van de zon in een bal van ongeveer 20 kilometer (12 mijl) doorsnee. Ze roteert elke 11 minuten en zwaait een röntgenstraal naar de aarde, wat haar een pulsar maakt – de meest overpresterende vuurtoren van het universum.

Twee keer tijdens de omloopbaan van 41,5 dagen van de pulsar, nabij het dichtstbijzijnde en verste punt van de primaire ster, treden gedurende enkele dagen krachtige röntgenflitsen op. Astronomen denken dat de zwaartekrachtinvloed van de pulsar op de ster een bijzonder dichte stroom plasma creëert. Flitsen ontstaan wanneer de pulsar deze stroom doorkruist en een deel van de materie opvangt. De sterkste uitbarstingen vinden dichter bij de ster plaats, waar de stroom dichter is.

De onderzoekers richtten XRISM op 1 februari 2025 op het systeem en observeerden het ongeveer 16 uur lang tegen het einde van een van deze sterkere flitsen. Het Resolve-instrument van het observatorium, gezamenlijk ontwikkeld door NASA en JAXA (Japan Aerospace Exploration Agency), legde zeer gedetailleerde röntgenspectra vast, waaruit snel veranderende emissie- en absorptielijnen bleken. In het bijzonder onthulden absorptielijnen van sterk geïoniseerd ijzer de snelheid en richting van plasma relatief dicht bij de pulsar.

Toen Rahin deze spectra voor het eerst zag, besefte hij dat hij nog nooit zoiets had gezien. Hij doorzocht de wetenschappelijke literatuur naar vergelijkbare waarnemingen en vond niets – een gevoel dat bekend is bij iedereen die ooit een fatsoenlijke loodgieter heeft proberen te vinden.

"Het was duidelijk dat deze waarnemingen baanbrekend waren, maar tegelijkertijd betekende dit dat de analyse bijzonder gedetailleerd moest zijn," zei Nazma Islam, coauteur, voorheen bij UMBC en NASA Goddard en nu assistent-professor aan het Manipal Centre for Natural Sciences, India. "We konden zien hoe de dichte plasmastroom zich heel dicht bij de neutronenster gedraagt."

Rahin en zijn team tonen aan dat de ijzerabsorptielijnen die ze waarnamen, verschoven zijn naar lagere energieën dan wanneer ze in een laboratorium zouden worden gemeten. Deze verschuiving, een roodverschuiving genoemd, wijst op beweging weg van de waarnemer, wat betekent dat het gas naar de pulsar toe stroomt. De mate van roodverschuiving geeft de snelheid van het plasma aan. De analyse van het team wijst erop dat gas met snelheden van ongeveer 540.000 km/u (335.000 mph) naar de pulsar raast – ruwweg 100 keer sneller dan een kogel, of één maandagochtendforens.

Dit is wat de onderzoekers denken dat er gebeurt: wanneer de pulsar de stroom binnengaat, veegt hij gas op tot een dikke, rommelige, turbulente schijf. Dit gas spiraalt naar de pulsar, warmt op en zendt röntgenstraling uit om de flitsen aan te drijven. Naarmate de pulsar verder de stroom in duwt, breekt de turbulente schijf af. Astronomen vermoeden dat wanneer de pulsar zich meer direct in de stroming begeeft, de stroom niet langer