Δεν είναι ακριβώς ένας δωρητής οργάνων, αλλά ένα αστέρι προς την κατεύθυνση του υπερπληθυσμένου πυρήνα του Γαλαξία, δωρίζοντας μέρος της μάζας του σε έναν αδρανή γείτονα. Το αποτέλεσμα? Ο αδρανής γείτονας ξαναζωντανεύει με μια έκρηξη ακτίνων-Χ που καταγράφηκε από το διαστημικό παρατηρητήριο INTEGRAL της ESA (INTErnational Gamma-Ray Astrophysics Laboratory).
«Η INTEGRAL έπιασε μια μοναδική στιγμή στη γέννηση ενός σπάνιου δυαδικού συστήματος» - Enrico Bozzo, Πανεπιστήμιο της Γενεύης.
Οι γείτονες πιθανότατα έχουν ζευγαρωθεί για δισεκατομμύρια χρόνια, κάτι που δεν είναι από μόνο του αξιοσημείωτο: τα αστέρια ζουν συχνά σε δυαδικά ζεύγη. Αλλά το ζευγάρι που εντοπίστηκε από την INTEGRAL στις 13 Αυγούστου 2017 είναι πολύ ασυνήθιστο. Το αστέρι του δότη είναι ένας κόκκινος γίγαντας και ο παραλήπτης είναι ένα αστέρι νετρονίων. Μέχρι στιγμής, οι αστρονόμοι γνωρίζουν μόνο 10 από αυτά τα ζεύγη, που ονομάζονται «συμβιωτικά δυαδικά ακτίνα X».
Για να καταλάβουμε τι συμβαίνει μεταξύ αυτών των γειτόνων, πρέπει να εξετάσουμε τη αστρική εξέλιξη.
Το αστέρι του δωρητή βρίσκεται στη φάση του κόκκινου γίγαντα. Αυτό είναι όταν ένα αστέρι στην ίδια μάζα κυμαίνεται με το αστέρι μας φτάνει στο μεταγενέστερο στάδιο της ζωής του. Καθώς η μάζα του έχει εξαντληθεί, η βαρύτητα δεν μπορεί να συγκρατήσει το αστέρι μαζί με τον ίδιο τρόπο που έχει για το πρώτο μέρος της ζωής του. Το αστέρι εκτείνεται προς τα έξω κατά εκατομμύρια χιλιόμετρα. Καθώς το κάνει, ρίχνει αστρικό υλικό από τα εξωτερικά του στρώματα σε έναν ηλιακό άνεμο που ταξιδεύει αρκετές εκατοντάδες km / sec.
Ο γείτονάς του βρίσκεται σε διαφορετική κατάσταση. Είναι ένα αστέρι που είχε μια αρχική μάζα περίπου 25 έως 30 φορές τον Ήλιο. Όταν ένα αστέρι αυτό το μεγάλο πλησιάζει στο τέλος της ζωής του, υφίσταται μια διαφορετική μοίρα. Αστεράει αυτό το μεγάλο ζωντανό γρήγορα και καίει γρήγορα τα καύσιμα τους. Στη συνέχεια, εξερράγησαν ως σουπερνόβα, στην περίπτωση αυτή αφήνοντας πίσω ένα πτώμα. Στο δυαδικό σύστημα που συλλαμβάνεται από την INTEGRAL, το πτώμα είναι ένα περιστρεφόμενο αστέρι νετρονίων με μαγνητικό πεδίο.
Τα αστέρια νετρονίων είναι πυκνά. Στην πραγματικότητα, είναι μερικά από τα πυκνότερα αστρικά αντικείμενα που γνωρίζουμε, συσκευάζοντας τόση μάζα με το ενάμισι ήλιο μας σε ένα αντικείμενο που απέχει μόλις 10 χλμ.
Όταν ο αστρικός άνεμος του κόκκινου γίγαντα συνάντησε το αστέρι νετρονίων, το αστέρι νετρονίων επιβράδυνε τον ρυθμό περιστροφής του και έσπασε στη ζωή, εκπέμποντας ακτίνες Χ υψηλής ενέργειας.
«Η INTEGRAL έπιασε μια μοναδική στιγμή στη γέννηση ενός σπάνιου δυαδικού συστήματος», λέει ο Enrico Bozzo από το Πανεπιστήμιο της Γενεύης και επικεφαλής συγγραφέας της εφημερίδας που περιγράφει την ανακάλυψη. "Ο κόκκινος γίγαντας απελευθέρωσε έναν αρκετά πυκνό αργό άνεμο για να τροφοδοτήσει τον σύντροφό του με αστέρια νετρονίων, προκαλώντας για πρώτη φορά εκπομπές υψηλής ενέργειας από τον νεκρό αστρικό πυρήνα."
Αφού η INTEGRAL εντόπισε την έκρηξη ακτίνων Χ από το δυαδικό, ακολουθήθηκαν γρήγορα άλλες παρατηρήσεις. Τα διαστημικά τηλεσκόπια XMM Newton της ESA και NuSTAR και Swift της NASA άρχισαν να λειτουργούν, μαζί με τα επίγεια τηλεσκόπια. Αυτές οι παρατηρήσεις επιβεβαίωσαν τι έδειξαν οι αρχικές παρατηρήσεις: αυτό είναι ένα πολύ περίεργο ζεύγος αστεριών.
«… Πιστεύουμε ότι είδαμε τις ακτίνες Χ να ενεργοποιούνται για πρώτη φορά.» - Erik Kuulkers, ESA INTEGRAL Project Scientist.
Το αστέρι νετρονίων περιστρέφεται πολύ αργά, χρειάζονται περίπου 2 ώρες για να περιστραφεί, κάτι που είναι αξιοσημείωτο, καθώς άλλα αστέρια νετρονίων μπορούν να περιστρέφονται πολλές φορές ανά δευτερόλεπτο. Το μαγνητικό πεδίο του άστρου νετρονίων ήταν επίσης πολύ ισχυρότερο από το αναμενόμενο. Αλλά το μαγνητικό πεδίο γύρω από ένα αστέρι νετρονίων θεωρείται ότι εξασθενεί με την πάροδο του χρόνου, καθιστώντας το ένα σχετικά νέο αστέρι νετρονίων. Και ένας κόκκινος γίγαντας είναι παλιός, οπότε αυτό είναι ένα πολύ περίεργο ζεύγος παλαιού κόκκινου γίγαντα με νέο αστέρι νετρονίων.
Μια πιθανή εξήγηση είναι ότι το αστέρι νετρονίων δεν σχηματίστηκε από σουπερνόβα, αλλά από λευκό νάνο. Σε αυτό το σενάριο, ο λευκός νάνος θα είχε καταρρεύσει σε ένα αστέρι νετρονίων μετά από μια πολύ μακρά περίοδο τροφοδοσίας υλικού από τον κόκκινο γίγαντα. Αυτό θα εξηγούσε την ανισότητα στις ηλικίες των δύο αστεριών στο σύστημα.
«Αυτά τα αντικείμενα είναι αινιγματικά», λέει ο Enrico. «Ίσως είτε το μαγνητικό πεδίο των αστεριών νετρονίων να μην αποσυντίθεται ουσιαστικά με την πάροδο του χρόνου, είτε το αστέρι νετρονίων που σχηματίστηκε αργότερα στην ιστορία του δυαδικού συστήματος. Αυτό θα σήμαινε ότι κατέρρευσε από έναν λευκό νάνο σε ένα αστέρι νετρονίων ως αποτέλεσμα της τροφοδοσίας του κόκκινου γίγαντα για μεγάλο χρονικό διάστημα, αντί να γίνει αστέρι νετρονίων ως αποτέλεσμα μιας πιο παραδοσιακής έκρηξης σουπερνόβα ενός βραχύβιου μαζικού αστεριού. "
Η επόμενη ερώτηση είναι πόσο καιρό θα συνεχιστεί αυτή η διαδικασία; Είναι βραχύβια ή η αρχή μιας μακροχρόνιας σχέσης;
"Δεν έχουμε δει αυτό το αντικείμενο πριν από τα τελευταία 15 χρόνια των παρατηρήσεών μας με την INTEGRAL, οπότε πιστεύουμε ότι είδαμε τις ακτίνες Χ να ενεργοποιούνται για πρώτη φορά", λέει ο Erik Kuulkers, επιστήμονας του έργου INTEGRAL της ESA. "Θα συνεχίσουμε να παρακολουθούμε πώς συμπεριφέρεται σε περίπτωση που είναι απλώς μια μεγάλη" ριπή "ανέμων, αλλά μέχρι στιγμής δεν έχουμε δει σημαντικές αλλαγές."
Το διαστημικό παρατηρητήριο INTEGRAL ξεκίνησε το 2002 για να μελετήσει μερικά από τα πιο ενεργητικά φαινόμενα στο σύμπαν. Επικεντρώνεται σε πράγματα όπως μαύρες τρύπες, αστέρια νετρονίων, ενεργούς γαλαξιακούς πυρήνες και σουπερνόβες. Η INTEGRAL είναι μια αποστολή της Ευρωπαϊκής Υπηρεσίας Διαστήματος σε συνεργασία με τις Ηνωμένες Πολιτείες και τη Ρωσία. Η προβλεπόμενη ημερομηνία λήξης του είναι Δεκέμβριος 2018.
