Pe baza datelor sondei XRISM, cercetătorii au observat pentru prima dată în mod direct cum materia provenită din vântul unei stele gigant ajunge în obiectul compact care o însoțește. BP Crucis se află în constelația Crux, în sud, la aproximativ 13.000 de ani-lumină depărtare. Elementul principal al sistemului este o hipergigantă albastră numită Wray 977, cu o masă de aproximativ 40 de mase solare, atât de energetică încât gazul ionizat curge în mod continuu din ea. Partenerul său este GX 301-2, un pulsar neutronic, care emite raze X către Pământ cu o perioadă de aproximativ 11 minute.

Acest proces, în care vântul stelar este captat în jurul partenerului său compact și este direcționat spre acesta, conduce la explozii puternice de raze X. Deși cunoaștem de mult timp sisteme formate din stele cu pulsari, aceasta este prima observație directă a modului în care materialul din vântul gigantului este captat de către partenerul său mai mic. Aceste observații oferă cheia înțelegerii fenomenelor cele mai extreme din univers și a proceselor de accreție alimentate de vânt.

Observațiile au fost efectuate la data de 1 februarie 2025, când XRISM Resolve a surprins în timpul finalului unei explozii intense a sistemului BP Crucis. S-au acumulat peste 16 ore de spectre X extrem de detaliate și linii de absorbție cu variații rapide, inclusiv linii de fier cu ionizare ridicată. Aceste date au arătat clar viteza și direcția plasmei din apropierea pulsarului, cu detalii care nu fuseseră observate anterior. Nazma Islam, cercetătoare anterior la Goddard, acum la Centrul Manipal pentru Științe Naturale, spune că aceste observații au schimbat în mod fundamental ideile anterioare, iar fluxul dens de plasmă trece foarte aproape de pulsarul neutronic.

Detalii ale observațiilor XRISM în procesul de captare a vântului stelar

Schimbarea redshiftului liniilor de absorbție observate a arătat că gazul ionizat se îndepărtează de observator. În același timp, vântul se îndreaptă spre pulsar, iar viteza măsurată se situează în jurul a 540 000 km pe oră. Aceste observații susțin în mod clar ideea că pulsarul pătrunde în fluxul de vânt și formează un disc dens, turbulent, care direcționează gazul spre pulsar, generând încălzire și explozii puternice de raze X. Când pulsarul intră în flux, discul se desface, plasma cade direct pe pulsarul neutronic, iar la ieșire discul se reformează și se rotește în sens opus până ce procesul se oprește din nou.

Brian Williams, cercetătorul principal al misiunii XRISM, spune că sistemul BP Crucis oferă un laborator unic pentru studiul accreției alimentate de vânt, iar sensibilitatea și rezoluția spectrometrului XRISM Resolve sunt esențiale pentru înțelegerea detaliată a acestor procese. Observațiile permit cartografierea mai exactă a interacțiunilor dintre stea și mediul înconjurător, facilitând modele predictive ale comportamentului plasmei în condiții extreme.

Rezultatele confirmă că ipotezele despre dinamica accreției alimentate de vânt reflectă fenomene reale în sistemele binare cu pulsari. BP Crucis rămâne un laborator excelent, prin care oamenii de știință pot aprofunda înțelegerea comportamentului plasmei în jurul stelelor compacte și a interacțiunilor dintre vântul stelar și mediul înconjurător.

La baza acestor rezultate s-au aflat colaborări cu NASA Goddard Space Flight Center și departamentul său Astrophysics Science Division, precum și cu Center for Space Science and Technology (CSST), Manipal Centre for Natural Sciences (MCNS), Israel Institute of Technology, US Naval Academy, Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL) și numeroase universități. Detaliile au fost publicate în revista Science Advances.

Studiul subliniază că observațiile din februarie 2025, efectuate cu XRISM Resolve, au mapat procesele din interiorul vârtejului vântului și au confirmat modelul wind‑fed accretion. Aceste rezultate oferă o nouă perspectivă asupra fluxului de materie în situații extreme și asupra mecanismelor de eliberare a razelor X.

Cercetătorii consideră că BP Crucis este un exemplu izbitor de conectare între vântul extern și un companion extrem de energetic, iar discurile se formează și se desfac în timp ce plasma curge spre pulsarul neutronic, deschizând calea către o înțelegere mai bună a mecanismelor de accreție alimentate de vânt.