Tas nav precīzi orgānu donors, bet gan zvaigzne Piena ceļa hiperapdzīvotās vietas virzienā, ziedojot daļu savas masas neaktīvam kaimiņam. Rezultāts? Snaudošais kaimiņš atdzīvojās ar rentgena starojumu, ko uzņēma ESA INTEGRAL (INTErnational Gamma-Ray Astrophysics Laboratory) kosmosa observatorija.
“INTEGRAL ieguva unikālu brīdi retas bināras sistēmas dzimšanā” - Enrico Bozzo, Ženēvas Universitāte.
Kaimiņi, iespējams, ir sapāroti kopā miljardiem gadu, un tas pats par sevi nav ievērības cienīgs: zvaigznes bieži dzīvo bināros pāros. Bet pāris, kuru INTEGRAL pamanīja 2017. gada 13. augustā, ir ļoti neparasts. Donora zvaigzne ir sarkans milzis, bet saņēmējs ir neitronu zvaigzne. Pagaidām astronomi zina tikai 10 no šiem pāriem, kurus sauc par “simbiotiskiem rentgenstaru bināriem failiem”.
Lai saprastu, kas notiek starp šiem kaimiņiem, mums jāaplūko zvaigžņu evolūcija.
Ziedotāju zvaigzne ir sarkanajā milzu fāzē. Tas ir, kad zvaigzne tādā pašā masas diapazonā kā mūsu zvaigzne sasniedz vēlāku savas dzīves posmu. Tā kā tās masa ir izsmelta, gravitācija nevar noturēt zvaigzni kopā tādā pašā veidā, kā tā ir dzīves sākumā. Zvaigzne izplešas uz āru miljoniem kilometru. To darot, tas no ārējiem slāņiem noraida zvaigžņu materiālu saules vējā, kas virzās vairākus simtus km / sek.
Tās kaimiņš ir citā stāvoklī. Tā ir zvaigzne, kuras sākotnējā masa bija apmēram 25 līdz 30 reizes lielāka nekā Saule. Kad šī lielā zvaigzne tuvojas savas dzīves beigām, tā cieš atšķirīgu likteni. Zvaigznītes šo lielo dzīvo ātri un ātri sadedzina degvielu. Pēc tam tās eksplodē kā supernovas, šajā gadījumā atstājot līķi. Binārā sistēmā, ko uztver INTEGRAL, līķis ir vērpjoša neitronu zvaigzne ar magnētisko lauku.
Neitronu zvaigznes ir blīvas. Patiesībā tie ir daži no blīvākajiem zvaigžņu objektiem, par kuriem mēs zinām, un tie, kas ir tikpat kā pusotras mūsu saules, iesaiņo objektā, kura šķērsojums ir tikai aptuveni 10 km.
Kad sarkanā milža zvaigžņu vējš sastapa neitronu zvaigzni, neitrona zvaigzne palēnināja griešanās ātrumu un eksplodēja dzīvē, izstarojot augstas enerģijas rentgena starus.
“INTEGRAL piedzīvoja unikālu brīdi, kad radās reta binārā sistēma,” saka Enriko Bozzo no Ženēvas universitātes un galvenā atklājuma autora. "Sarkanais gigants izlaida pietiekami blīvu lēnu vēju, lai pabarotu savu neitronu zvaigžņu pavadoni, pirmo reizi izraisot lielas enerģijas emisiju no mirušās zvaigžņu serdes."
Pēc tam, kad INTEGRAL pamanīja rentgena starojumu no binārā, ātri sekoja citi novērojumi. ESA XMM Ņūtona un NASA NuSTAR un Swift kosmosa teleskopi sāka strādāt, kā arī uz zemes bāzētie teleskopi. Šie novērojumi apstiprināja to, ko parādīja sākotnējie novērojumi: tas ir ļoti savdabīgs zvaigžņu pāris.
“... mēs ticam, ka rentgenstarus redzam ieslēdzamies pirmo reizi.” - Ēriks Kuulkers, ESA INTEGRAL projekta zinātnieks.
Neitronu zvaigzne griežas ļoti lēni, ņemot apmēram 2 stundas apgriezienus, kas ir ievērojams, jo citas neitronu zvaigznes var griezties daudzas reizes sekundē. Arī neitronu zvaigznes magnētiskais lauks bija daudz spēcīgāks, nekā gaidīts. Bet domājams, ka magnētiskais lauks ap neitronu zvaigzni laika gaitā vājinās, padarot to par salīdzinoši jaunu neitronu zvaigzni. Un sarkanais gigants ir vecs, tāpēc tas ir ļoti nepāra veca sarkanā milža un jauna neitronu zvaigznes savienojums.
Viens no iespējamiem izskaidrojumiem ir tāds, ka neitronu zvaigzne neveidojās no supernovas, bet no balta pundura. Šajā scenārijā baltais punduris būtu sabrucis par neitronu zvaigzni pēc ļoti ilga barošanas ar sarkanā milža materiāliem. Tas izskaidro divu zvaigžņu vecuma atšķirības sistēmā.
“Šie objekti ir neizpratnē,” saka Enriko. “Varētu būt, ka vai nu neitronu zvaigžņu magnētiskais lauks ar laiku būtiski nesamazinās, vai arī neitronu zvaigzne faktiski veidojas vēlāk binārās sistēmas vēsturē. Tas nozīmētu, ka tas no baltā pundura sabruka neitronu zvaigznē, pateicoties tam, ka ilgstoši tika barots sarkanais gigants, nevis kļuva par neitronu zvaigzni tradicionāli īslaicīgas masīvas zvaigznes supernovas eksplozijas rezultātā. ”
Nākamais jautājums ir, cik ilgi šis process turpināsies? Vai tas ir īslaicīgs, vai ilgtermiņa attiecību sākums?
“Pēdējo 15 gadu laikā, kad novērojām INTEGRAL, mēs šo objektu neesam redzējuši. Tāpēc mēs uzskatām, ka rentgenstarus redzam ieslēdzamies pirmo reizi,” saka Eriks Kuulkers, ESA INTEGRAL projekta zinātnieks. "Mēs turpināsim novērot, kā tā uzvedas, ja tas ir tikai ilgs vēja burbulis, bet līdz šim mēs neesam redzējuši būtiskas izmaiņas."
INTEGRAL kosmosa novērošanas centrs tika izveidots 2002. gadā, lai izpētītu dažas no visenerģētiskākajām parādībām Visumā. Tā koncentrējas uz tādām lietām kā melnie caurumi, neitronu zvaigznes, aktīvi galaktikas kodoli un supernovas. INTEGRAL ir Eiropas Kosmosa aģentūras misija sadarbībā ar ASV un Krieviju. Paredzētais beigu datums ir 2018. gada decembris.
