Ein gigantischer kosmischer „Furz“ lässt einen wackelnden Zombie-Stern immer wieder aufleuchten, zeigen bahnbrechende Beobachtungen. Das Universum hat eine neue Art von Rülpser zu erklären, und sie kommt von einem Stern, der größtenteils tot ist.
BP Crucis ist ein Doppelsternsystem etwa 13.000 Lichtjahre von der Erde entfernt. Eine Seite ist ein blauer Hyperriese namens Wray 977, der etwa 60-mal so groß ist wie die Sonne. Die andere Seite ist ein Neutronenstern, die zusammengebrochenen Überreste eines Sterns, der in einer Supernova explodierte und GX 301-2 genannt wird. Der Neutronenstern ist ein Pulsar, der so schnell rotiert, dass er alle 11 Minuten einen schwankenden Strahl aus Strahlung, einschließlich Röntgenstrahlen, aussendet.
GX 301-2 unterscheidet sich von den meisten Pulsaren dadurch, dass er häufige Röntgenblitze erzeugt, die seine Helligkeit wiederholt ansteigen lassen, anstatt regelmäßig zu blinken. Wissenschaftler waren schon lange unsicher über die Ursache dieser Ausbrüche. Dieses Rätsel ist nun gelöst.
Der Wind, der die Flare speist
Massereiche Sterne wie Wray 977 setzen einen einzelnen, massiven Strom ionisierter Gasstoffe frei, der als Plume von Plasma bekannt ist. Dieser Plume bewegt sich mit einer Geschwindigkeit von etwa 335.000 Meilen pro Stunde (540.000 km/h). Im Gegensatz dazu setzen Sterne, die Wasserstoff verbrennen, Ströme von Strahlung und geladenen Teilchen frei, die als Sternwind bezeichnet werden, während die Version der Sonne, der Sonnenwind, Polarlichter in der Nähe der Pole der Erde auslöst.
GX 301-2 umkreist Wray 977 alle 41,5 Tage. Es durchläuft die Windplume, wenn es seinem Partner am nächsten ist, und genau dann treten die Blitze auf. Die stärksten Blitze treten bei der nächsten Annäherung auf. Forscher vermuteten schon lange, dass der Wind die Ursache war, aber es fehlte ihnen der Beweis.
XRISM fängt die Plume ein
Die neue Studie, die am 18. September in der Zeitschrift Science Advances veröffentlicht wurde, nutzte die Röntgen-Bildgebungs- und Spektroskopie-Mission (XRISM), ein Weltraumteleskop, das gemeinsam von der NASA und der Japan Aerospace Exploration Agency betrieben wird. Während einer 16-stündigen Beobachtungsperiode erfasste XRISM hochdetaillierte Röntgen-Spektren und zeigte „sich schnell verändernde Emissions- und Absorptionslinien“. Diese Linien zeigten, wie die Plume um GX 301-2 ebbte und floß, während es hindurchging.
„Wir haben noch nie zuvor klare Anzeichen von Windplasma gesehen, das auf ein kompaktes Objekt trifft“, sagte Roi Rahin, der Erstautor der Studie und Forscher an der University of Maryland, Baltimore County (UMBC) und dem NASA Goddard Space Flight Center, in einer Erklärung. „Wir können jetzt unser Verständnis dieser Prozesse wesentlich detaillierter testen.“
Laut Nazma Islam, einer Astronomin am Manipal Centre for Natural Sciences in Indien, die zuvor an der UMBC und der NASA Goddard forschte und Mitautorin der Studie ist, waren die Beobachtungen bahnbrechend, und die Analyse erforderte besondere Gründlichkeit.
Was Burp bewirkt
Sobald sich eine ausreichende Menge an Windmaterial auf der Oberfläche des Neutronensterns angesammelt hat, bricht der Sternenleich in eine gewaltsame Explosion aus. Dieser plötzliche Ausbruch ist das, was Beobachter auf der Erde als den hellen Blitz wahrnehmen. Die Forscher planen, XRISM einzusetzen, um anstehende Flare-Episoden zu untersuchen, damit sie ein klareres Verständnis der Verbindung zwischen GX 301-2 und dem windigen Strom von Wray 977 gewinnen können.
Die Erklärung kam von Brian Williams, dem XRISM-Projektwissenschaftler an der NASA Goddard, der sagte: „Das BP Crucis-System ist ein ideales Labor für die Untersuchung der durch Wind gespeisten Pulsar-Akkretion.“ XRISM sei „ein ideales Instrument, um unser Verständnis der beteiligten Prozesse voranzutreiben.“
Dieses System fungiert als natürliches Labor für die Beobachtung von Wind, der auf kompakte Objekte trifft. Die Forscher haben nun den ersten direkten spektralen Beweis für Wind erhalten, der auf ein kompaktes Objekt trifft, was die Tür zu zukünftigen Studien ähnlicher Systeme öffnet.
Der Vergleich ist einfach:
| Objekt | Größe | Rolle |
|---|---|---|
| Wray 977 | ~60x die Sonne | Hypergiant-Partner, Windquelle ( |
| GX 301-2 ( | ~12 Meilen breit ( | Neutronenstern, Impulsemitter ( |
Forscher sagen, diese Ergebnisse stellten die allererste Detektion einer Vermischung von Sternmaterial mit einem Neutronenstern oder einem anderen Objekt gleichen Typs dar. (
Sehen Sie das Video, um das die Geschichte aufgebaut ist, bei Live Science.
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