Dárcovská hvězda vdechla život do svého neživého průvodce

Rentgenové záblesky byly poprvé detekovány observatoří Integral 13. srpna 2017 z neznámého zdroje ve směru hustého středu naší Mléčné dráhy. Nečekaná detekce spustila řadu pozorování v následujících týdnech s cílem přesně určit zdroj záblesků.

Pozorování odhalila silně magnetizovanou a pomalu rotující neutronovou hvězdu, která velmi pravděpodobně nedávno začala být „přikrmována“ materiálem ze sousedního hvězdného červeného obra.

Hvězdy o hmotnosti našeho Slunce nebo až osmkrát hmotnější se na konci svého života promění v červené obry. Jejich svrchní vrstvy se nafouknou a rozšíří do vzdálenosti miliónů kilometrů. Jejich prašný a plynný povrch se přitom odtrhne od centrální hvězdy, přičemž vytvoří relativně pomalý „vítr“ o rychlosti několik set kilometrů za sekundu.

Ještě větší hvězdy o hmotnosti 25 až 30 našich Sluncí po spotřebování svého paliva explodují do podoby supernovy. Někdy přitom za sebou nechávají rotující hvězdný korpus se silným magnetickým polem, který je známý jako neutronová hvězda. Drobné jádro představuje hmotnost zhruba půldruhého Slunce vměstnanou do průměru 10 km. Díky tomu jde o jedny z nejhustších známých kosmických objektů.

Není neobvyklé nalézt hvězdy v párech, ale nový systém neutronové hvězdy a červeného obra je velmi vzácný druh nazývaný „symbiotický rentgenový binární (systém)“. Není jich známo více než deset.

„Observatoř Integral zachytila unikátní moment ve zrození vzácného binárního systému,“ vysvětluje Enrico Bozzo z Janovské univerzity a hlavní autor práce, která objev popisuje. „Červený obr uvolnil dostatečně hustý pomalý oblak, který saturoval neutronového hvězdného společníka. Díky tomu došlo k prvnímu uvolnění vysokoenergetických emisí z jinak mrtvého hvězdného jádra.“

Navíc je toto párování zvláštní. Kosmické teleskopy ESA XMM-Newton a NASA NuSTAR totiž ukázaly, že neutronová hvězda rotuje rychlostí jedné otočky za necelé dvě hodiny. To je velmi pomalé ve srovnání s jinými neutronovými hvězdami, které se kolem své osy otočí jednou za několik sekund. Následující měření magnetického pole ukázalo, že je překvapivě silné.

Silné magnetické pole typicky odkazuje na mladou neutronovou hvězdu: v případě magnetického pole se totiž zdá, že časem slábne. Zatímco červený obr je mnohem starší, takže došlo ke společnému vzniku skutečně bizarního páru.

„Tyto objekty jsou záhadné,“ připouští Enrico Bozzo. „Je možné, že magnetické pole neutronové hvězdy v čase nakonec přece jen neslábne. Nebo že se neutronová hvězda zformovala později v historii tohoto binárního systému. Což by znamenalo, že zkolabovala z bílého trpaslíka do neutronové hvězdy v důsledku přikrmování červeného obra po dlouhou dobu. Tedy nestala se neutronovou hvězdou v důsledku tradičnějšího vzniku supernovy v případě krátkodobě žijící masivní hvězdy.“

S mladou neutronovou hvězdou a starým červeným obrem začal vítr proudící z nafouknutého giganta „pršet“ na menší hvězdu, což zpomalilo její rotaci a přispělo k emitování rentgenového záření.

„Na našich pozorováních s observatoří Integral jsme tento objekt za posledních patnáct let nezaznamenali. Věříme tak, že jsme spatřili první rentgenové paprsky, které vyzářil,“ uvádí projektový vědec mise Integral v ESA Erik Kuulkers. „Budeme teď pozorně sledovat, jak se bude chovat v případě setkání s dalšími závany větru. Zatím jsme ale žádné významné změny nezaregistrovali.“