Efter ett halvt sekel av klurande har astronomer äntligen fastställt källan till de ovanliga röntgenstrålarna från den ljusa stjärnan gamma-Cas. Den skyldige? En osynlig följeslagarstjärna som i smyg har sugit upp material från sin större granne. I princip är det den kosmiska motsvarigheten till att någon snor den sista pizzaslicen.

Nya högupplösta data från X-Ray Imaging and Spectroscopy Mission (XRISM) avslöjade att röntgenstrålarna är kopplade till omloppsbanan för en närliggande vit dvärgstjärna. Genom att följa denna rörelse bekräftade forskare ledda av Yaël Nazé vid universitetet i Liège, Belgien, den verkliga källan till utsläppen. "Det har funnits en intensiv ansträngning för att lösa mysteriet med gamma-Cas i många forskargrupper under flera decennier," säger Nazé. "Och nu, tack vare XRISM:s högprecisionsobservationer, har vi äntligen gjort det."

Gamma-Cas, som utgör den centrala punkten i den välbekanta W-formade stjärnbilden Cassiopeia och kan ses med blotta ögat över hela Europa, har varit en bråkmakare sedan 1866. Då märkte den italienske astronomen Angelo Secchi att dess ljus hade en ljus vätelinje istället för den mörka som ses i solen. Detta ledde till skapandet av en ny kategori: 'Be'-stjärnor, för heta, blåvita stjärnor med distinkta emissionslinjer. Så småningom kom forskarna på att dessa utsläpp kommer från en roterande skiva av material som kastas ut av den snabbt roterande stjärnan, vilken växer och avtar över tiden.

På 1970-talet upptäcktes att gamma-Cas avger ovanligt starka röntgenstrålar från plasma som når cirka 150 miljoner grader – mycket hetare och ljusare än förväntat. Med hjälp av avancerade observatorier som ESA:s XMM-Newton, NASA:s Chandra och Tysklands eROSITA identifierade astronomer omkring två dussin liknande system. I åratal kämpade två teorier: magnetiska interaktioner mellan stjärnan och dess skiva, eller material som faller ner på en dold följeslagare. XRISM:s spektrometer Resolve avgjorde debatten genom att visa att den heta plasman rör sig i takt med den osynliga följeslagarens omloppsbana. Det bekräftar att den vita dvärgen drar in materia och genererar röntgenstrålar när den värms upp.

"Det tidigare arbetet med XMM-Newton banade verkligen väg för XRISM," säger Nazé. "Det är extremt tillfredsställande att ha direkta bevis för att lösa detta mysterium äntligen!" Att identifiera gamma-Cas-system som par av Be-stjärnor och ackreterande vita dvärgar besvarar röntgenfrågan men väcker nya frågor om hur dessa binära system bildas. Forskare trodde en gång att sådana par var vanliga, men nya rön tyder på att de är mindre frekventa och oftare förknippade med massiva Be-stjärnor. "Nu när vi känner till den verkliga naturen hos gamma-Cas kan vi skapa modeller specifikt för denna klass av stjärnsystem," tillägger Nazé.

"Det är otroligt att se hur detta mysterium långsamt har vecklats ut under åren," säger Alice Borghese, ESA-forskare. "XMM-Newton gjorde så mycket av förarbetet… och nu med nästa generations avancerade instrumentering har XRISM fört oss över mållinjen." Matteo Guainazzi, ESA:s XRISM-projektforskare, noterar det starka samarbetet mellan japanska, europeiska och amerikanska team. Material tillhandahållet av Europeiska rymdorganisationen.