Gwiazda daje życiodajne tchnienie martwemu towarzyszowi

Obserwatorium kosmiczne Integral było świadkiem rzadkiego zdarzenia: moment, w którym wiatry emitowane przez nadętego czerwonego olbrzyma ożywiły powoli obracającego się towarzysza, jądro martwej gwiazdy, przywracając ją do życia błyskiem promieni X.

Ten rozbłysk promieniowania X po raz pierwszy został wykryty przez Integral 13 sierpnia 2017 r., z nieznanego źródła w kierunku centrum Drogi Mlecznej. Nagłe wykrycie spowodowało masę dalszych obserwacji w ciągu kolejnych tygodni, aby ustalić sprawcę rozbłysku.

Obserwacje wykazały silnie namagnesowaną i wolno obracającą się gwiazdę neutronową, która prawdopodobnie zaczęła karmić się materią z towarzyszącego jej czerwonego olbrzyma.

Gwiazdy o masach od jednej do ośmiu razy większych od Słońca pod koniec swojego życia przekształcają się w czerwone olbrzymy. Ich zewnętrzne warstwy rozszerzają się na miliony kilometrów, a ich gazowe powłoki odrywają się od gwiazdy centralnej przy stosunkowo powolnym ruchu kilkuset km/s.

Nawet większe gwiazdy, 25-30 razy masywniejsze od Słońca, tracą swoje paliwo i wybuchają jako supernowa, czasem zostawiając za sobą wirujące gwiezdne zwłoki z silnym polem magnetycznym, znane jako gwiazda neutronowa. Ten mały rdzeń pakuje masę prawie 1,5 Słońca do kuli o średnicy zaledwie 10 km, co czyni je jednymi z najgęstszych znanych nam obiektów na niebie.

Często się zdarza, że gwiazdy są połączone ze sobą, jednak układ gwiazda neutronowa – czerwony olbrzym jest wyjątkowo rzadką odmianą symbiotycznego układu podwójnego promieniowania X. Znanych jest nie więcej, niż 10 takich układów.

Para ta jest z pewnością osobliwa. Teleskopy NuSTAR i XMM-Newton wykazały, że gwiazda neutronowa wiruje z okresem prawie 2 godzin – bardzo wolno w porównaniu z innymi gwiazdami neutronowymi, które mogą wirować kilka razy na sekundę. Pierwsze pomiary pola magnetycznego gwiazdy ujawniły, że jest ono zaskakująco silne.

Silne pole magnetyczne zwykle wskazuje na młodą gwiazdę neutronową. Wydaje się, że pole magnetyczne zanika w miarę upływu czasu. Czerwony olbrzym z kolei jest znacznie starszy, więc dziwne wydaje się, że para dorastała razem. Możliwe jest, że albo pole magnetyczne gwiazdy neutronowej nie słabnie z czasem, albo uformowała się ona znacznie później w historii układu podwójnego. Oznaczałoby to, że biały karzeł zapadł się do gwiazdy neutronowej w wyniku karmienia czerwonego olbrzyma przez dłuższy czas, zamiast stać się gwiazdą neutronową jako efekt wybuchu krótko żyjącej masywnej gwiazdy jako supernowa.

W układzie młodej gwiazdy neutronowej ze starym czerwonym olbrzymem, w pewnym momencie wiatry od nadętego olbrzyma zaczną opadać na mniejszą gwiazdę, spowalniając jej wirowanie i emitując promieniowanie rentgena.

Opracowanie:
Agnieszka Nowak

Więcej:
Donor Star Breathes Life Into Zombie Companion 

Źródło: ESA

Na zdjęciu: Czerwony olbrzym i gwiazda neutronowa. Źródło: NASA