Японская рентгеновская космическая обсерватория XRISM позволила астрономам впервые подробно проследить движение вещества, падающего на пульсар. Наблюдения показали, что материя может достигать поверхности нейтронной звезды несколькими способами, а в определенные моменты формирует вокруг нее спиральную структуру. Результаты исследования опубликованы в журнале Science Advances.
Объект наблюдений
В фокусе ученых оказалась рентгеновская двойная система GX 301-2, расположенная в созвездии Южного Креста на расстоянии около 9,9 тысячи световых лет от Земли. Система состоит из массивной звезды и нейтронной звезды-пульсара с экстремально сильной гравитацией.
Пульсар постоянно перетягивает на себя вещество звезды-компаньона. Захваченный газ разгоняется до огромных скоростей, нагревается до высоких температур и ярко светится в рентгеновском диапазоне. Этот процесс аккреции лежит в основе мощных рентгеновских вспышек таких систем.
Новые данные XRISM
До запуска XRISM в 2023 году ученые понимали общую картину процесса, но не могли напрямую увидеть детали движения вещества рядом с нейтронной звездой. Высокоточная рентгеновская спектроскопия новой обсерватории позволяет определять скорость и направление движения горячей плазмы по особенностям ее излучения.
Наблюдения выявили два основных режима поглощения. 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 звезд картина меняется: захваченная материя начинает закручиваться, образуя временную спиральную структуру, напоминающую аккреционный диск.
Значение для физики
Полученные данные подтверждают теоретические предположения о периодическом возникновении дисковых структур из захваченного газа вокруг пульсаров. Это помогает уточнить понимание природы рентгеновских вспышек и физики аккреции в условиях сильной гравитации. Нейтронные звезды остаются важной природной лабораторией для изучения материи при колоссальных плотностях, магнитных полях и гравитации, которые невозможно воспроизвести на Земле.
