Астрономы напрямую наблюдали, как истечение гигантской звезды — звёздный ветер — захватывается её компактным компаньоном, который затем использует украденное добро для мощных рентгеновских вспышек. Исследование, являющееся частью продолжающихся усилий NASA по пониманию того, как работает Вселенная (и по напоминанию нам, что наши проблемы ничтожны), использовало данные обсерватории XRISM (X-ray Imaging and Spectroscopy Mission), возглавляемой Японией.

«Мы никогда раньше не видели чётких признаков падения плазмы звёздного ветра на компактный объект», — сказал Рои Рахин, исследователь из UMBC (Мэрилендский университет округа Балтимор) и Центра космических полётов Годдарда NASA в Гринбелте, штат Мэриленд. «Теперь мы можем проверить наше понимание этих процессов гораздо более детально». Результаты были опубликованы в пятницу в журнале Science Advances.

Речь идёт о системе BP Южного Креста — массивной рентгеновской двойной, расположенной примерно в 13 000 световых лет от нас в южном созвездии Южный Крест. Главная звезда, Wray 977, — голубой гипергигант примерно в 40 раз массивнее Солнца и в 60 раз больше его по размеру. Она настолько большая, горячая и яркая, что ионизированный газ постоянно утекает от неё — явление, которое астрономы называют звёздным ветром, потому что «гигантский космический пук» не прошёл рецензирование.

Компаньон — крошечная, но мощная нейтронная звезда под названием GX 301-2. Раздавленное ядро звезды, которая давно взорвалась как сверхновая, она упаковывает массу больше солнечной в шар диаметром примерно 12 миль (20 километров). Вращаясь каждые 11 минут, она направляет рентгеновский луч в сторону Земли, что делает её пульсаром — самым сверхрезультативным маяком во Вселенной.

Дважды за 41,5-дневную орбиту пульсара, вблизи её ближайшей и самой дальней точек от главной звезды, в течение нескольких дней происходят сильные рентгеновские вспышки. Астрономы полагают, что гравитационное влияние пульсара на звезду создаёт особенно плотный поток плазмы. Вспышки происходят, когда пульсар пересекает этот поток и захватывает часть его вещества. Самые сильные извержения происходят ближе к звезде, где поток плотнее.

Исследователи нацелили XRISM на эту систему 1 февраля 2025 года, наблюдая за ней около 16 часов ближе к концу одной из таких сильных вспышек. Инструмент обсерватории Resolve, совместно разработанный NASA и JAXA (Японское агентство аэрокосмических исследований), зафиксировал чрезвычайно детальные рентгеновские спектры, выявив быстро меняющиеся линии излучения и поглощения. В частности, линии поглощения высокоионизированного железа revealed скорость и направление плазмы относительно близко к пульсару.

Когда Рахин впервые увидел эти спектры, он понял, что никогда не видел ничего подобного. Он прочесал научную литературу в поисках аналогичных наблюдений и остался ни с чем — чувство, знакомое каждому, кто когда-либо пытался найти приличного сантехника.

«Было ясно, что эти наблюдения были прорывными, но в то же время это означало, что анализ должен быть особенно детальным», — сказала Назма Ислам, соавтор, ранее работавшая в UMBC и NASA Goddard, а ныне доцент Манипальского центра естественных наук в Индии. «Мы могли видеть, как плотный поток плазмы действует очень близко к нейтронной звезде».

Рахин и его команда показывают, что наблюдаемые линии поглощения железа смещены в сторону более низких энергий, чем если бы их измеряли в лаборатории. Это смещение, называемое красным, указывает на движение от наблюдателя, что означает, что газ течёт к пульсару. Величина красного смещения указывает на скорость плазмы. Анализ команды показывает, что газ несётся к пульсару со скоростью около 335 000 миль в час (540 000 км/ч) — примерно в 100 раз быстрее пули, или как одна поездка на работу в понедельник утром.

Вот что, по мнению исследователей, происходит: когда пульсар входит в поток, он сметает газ в толстый, грязный, турбулентный диск. Этот газ по спирали опускается к пульсару, нагревается и испускает рентгеновские лучи, питающие вспышки. Когда пульсар продвигается дальше в поток, турбулентный диск разрушается. Астрономы подозревают, что по мере того, как пульсар движется более прямо в поток, поток больше не имеет