Впервые в истории ученые увидели, как нейтронная звезда пожирает материю
Японская рентгеновская космическая обсерватория XRISM впервые позволила астрономам подробно проследить движение вещества, падающего на пульсар — быстро вращающуюся нейтронную звезду. Наблюдения показали, что материя может достигать поверхности звезды сразу несколькими способами, а в определенные моменты формирует вокруг нее спиральную дискообразную структуру. Результаты исследования опубликованы в журнале Science Advances.
Объектом наблюдений стала рентгеновская двойная система GX 301–2, расположенная примерно в 9,9 тысячи световых лет от Земли в созвездии Южного Креста. Она состоит из массивной звезды и нейтронной звезды-пульсара, обладающей чрезвычайно сильной гравитацией.
Пульсар постоянно перетягивает на себя вещество звезды-компаньона. Захваченный газ разгоняется до огромных скоростей, нагревается до экстремальных температур и начинает ярко светиться в рентгеновском диапазоне. Именно этот процесс, известный как аккреция, лежит в основе мощных рентгеновских вспышек таких систем.
До сих пор ученые хорошо понимали общую картину, но не могли напрямую увидеть, как именно движется вещество рядом с нейтронной звездой. Ситуацию изменила обсерватория XRISM, запущенная в 2023 году. Ее высокоточная рентгеновская спектроскопия позволяет определять скорость и направление движения горячей плазмы по особенностям ее излучения.
Наблюдения показали, что большую часть времени вещество падает на пульсар в виде хаотичного турбулентного потока, направленного почти прямо к нейтронной звезде. Однако незадолго до и сразу после максимального сближения двух объектов картина резко меняется.
В эти периоды захваченная материя начинает закручиваться и образует вокруг пульсара временную спиральную структуру, напоминающую аккреционный диск. Иными словами, одна и та же нейтронная звезда способна поглощать вещество сразу в нескольких режимах, которые зависят от положения звезд в двойной системе.
Полученные результаты подтверждают теоретические предположения о том, что вокруг пульсаров могут периодически возникать дисковые структуры из захваченного газа. Это помогает лучше понять природу мощных рентгеновских вспышек и физику аккреции в условиях экстремальной гравитации.
Нейтронные звезды остаются одной из лучших природных лабораторий для изучения материи при колоссальных плотностях, магнитных полях и гравитации — условиях, которые невозможно воспроизвести на Земле.
© iXBT
