Astronomer har direkt observerat hur en jättestjärnas utflöde – en stjärnvind – fångas upp av dess kompakta följeslagare, som sedan använder det stulna godset för att driva starka röntgenutbrott. Forskningen, en del av NASAs pågående ansträngning att förstå hur universum fungerar (och att påminna oss om att våra problem är små), använde data från det Japan-ledda XRISM-observatoriet (X-ray Imaging and Spectroscopy Mission).

"Vi har aldrig tidigare sett tydliga tecken på att vindplasma faller ned på ett kompakt objekt", säger Roi Rahin, forskare vid UMBC (University of Maryland, Baltimore County) och NASAs Goddard Space Flight Center i Greenbelt, Maryland. "Vi kan nu testa vår förståelse av dessa processer i mycket större detalj." Resultaten publicerades i fredags i tidskriften Science Advances.

Systemet i fråga är BP Crucis, en högmassiv röntgenbinär belägen cirka 13 000 ljusår bort i den södra stjärnbilden Crux. Primärstjärnan, Wray 977, är en blå hyperjätte som är ungefär 40 gånger solens massa och 60 gånger dess storlek. Den är så stor, het och ljusstark att joniserad gas ständigt strömmar bort från den – ett fenomen som astronomer kallar stjärnvind, eftersom "jättelik rymdfis" inte klarade peer review.

Följeslagaren är en liten men mäktig neutronstjärna som kallas GX 301-2. Den är den krossade kärnan av en stjärna som för länge sedan exploderade som en supernova, och den packar mer än solens massa i en boll på ungefär 12 miles (20 kilometer) i diameter. Den roterar var 11:e minut och sveper en röntgenstråle mot jorden, vilket gör den till en pulsar – universums mest överpresterande fyr.

Två gånger under pulsarens 41,5-dagars omloppsbana, nära dess närmaste och avlägsnaste punkter från primärstjärnan, uppstår starka röntgenutbrott under flera dagar. Astronomer tror att pulsarens gravitationella påverkan på stjärnan skapar en särskilt tät ström av plasma. Utbrott inträffar när pulsaren korsar denna ström och fångar en del av dess materia. De starkaste utbrotten sker närmare stjärnan, där strömmen är tätare.

Forskarna riktade XRISM mot systemet den 1 februari 2025 och observerade det i cirka 16 timmar nära slutet av ett av dessa starkare utbrott. Observatoriets Resolve-instrument, som utvecklats gemensamt av NASA och JAXA (Japan Aerospace Exploration Agency), fångade mycket detaljerade röntgenspektra som avslöjade snabbt föränderliga emissions- och absorptionslinjer. I synnerhet absorptionslinjer från högt joniserat järn avslöjade plasmans hastighet och riktning relativt nära pulsaren.

När Rahin först såg dessa spektra insåg han att han aldrig hade sett något liknande. Han genomsökte den vetenskapliga litteraturen efter liknande observationer och kom tomhänt tillbaka – en känsla som är bekant för alla som någonsin försökt hitta en vettig rörmokare.

"Det var tydligt att dessa observationer var banbrytande, men samtidigt innebar det att analysen måste vara särskilt detaljerad", säger Nazma Islam, medförfattare tidigare vid UMBC och NASA Goddard och nu biträdande professor vid Manipal Centre for Natural Sciences, Indien. "Vi kunde se hur den täta plasmanströmmen beter sig mycket nära neutronstjärnan."

Rahin och hans team visar att de järnabsorptionslinjer de observerade är förskjutna till lägre energier än de skulle vara om de mättes i ett laboratorium. Denna förskjutning, kallad rödförskjutning, indikerar rörelse bort från observatören, vilket innebär att gasen flödar mot pulsaren. Omfattningen av rödförskjutningen indikerar plasmans hastighet. Teamets analys tyder på att gas rusar mot pulsaren med hastigheter på omkring 335 000 mph (540 000 km/h) – ungefär 100 gånger snabbare än en kula, eller en måndagsmorgonpendling.

Här är vad forskarna tror händer: När pulsaren kommer in i strömmen sveper den upp gas till en tjock, rörig, turbulent skiva. Denna gas spiraler ned mot pulsaren, värms upp och avger röntgenstrålning som driver utbrotten. När pulsaren tränger längre in i strömmen bryts den turbulenta skivan ned. Astronomer misstänker att när pulsaren rör sig mer direkt in i flödet har strömmen inte längre