Razele X ale unei stele gigante, explicate în sfârșit după 50 de ani

Timp de 50 de ani, astronomii au privit nedumeriți cum o stea pâlpâie cu emisii de raze X puternice și neregulate. Acum, avem în sfârșit observații suficient de detaliate pentru a confirma o suspiciune veche.

Emisiile de raze X de la steaua albastră masivă Gamma Cassiopeiae (γ Cas) nu provin deloc de la stea, ci de la o pitică albă minusculă și invizibilă care aspiră materie de la partenerul său mai mare, încălzind-o la temperaturi extreme pe măsură ce aceasta cade pe suprafața sa, scrie ScienceAlert.

• Un studiu care a început în 2005 a arătat că există o limită pentru clonarea genetică
• O regiune ignorată a creierului ar putea ascunde cheia forței la bătrânețe

„A existat un efort intens din partea multor grupuri de cercetare timp de decenii pentru a rezolva misterul lui γ Cas”, spune astrofizicianul Yaël Nazé de la Universitatea din Liège, Belgia. „Iar acum, datorită observațiilor de înaltă precizie ale misiunii XRISM, am reușit în sfârșit.”

Sistemul γ Cas constă, de fapt, din mai multe stele prinse într-un dans orbital complicat, la aproximativ 550 de ani-lumină distanță, fiind vârful central din constelația Cassiopeia. Cea mai mare și mai strălucitoare stea din acest sistem este o stea alb-albastră de tip Be, cu o masă de aproximativ 15 ori mai mare decât cea a Soarelui, prima stea Be identificată vreodată, în 1866.

Deși este un model pentru clasa sa spectrală, în ultimele decenii au apărut comportamente bizare. Din cauza interferenței atmosferei terestre, nu putem vedea razele X ale stelelor, așa că abia după lansarea observatoarelor pe orbită în anii ’70, astronomii au observat o semnătură ciudată de raze X de înaltă energie provenind de la γ Cas.

Punctul central din constelația Cassiopeia

Această emisie era de 40 de ori mai strălucitoare decât se aștepta pentru o stea din clasa sa, iar analizele ulterioare au sugerat că emana din plasma supraîncălzită.

Găsirea unui companion minuscul lângă o stea atât de mare este extrem de dificilă. Gamma Cas este foarte fierbinte și strălucitoare, vizibilă cu ochiul liber ca o stea proeminentă. Piticile albe, în schimb, au dimensiuni apropiate de cele ale Pământului și sunt invizibile fără telescoape speciale.

Sarcina a necesitat un telescop cu raze X suficient de puternic pentru a urmări emisia în funcție de sincronizarea orbitală. Aici a intervenit misiunea comună JAXA-ESA-NASA, XRISM (X-Ray Imaging and Spectroscopy Mission). Datele au dezvăluit că semnătura razelor X urma un model orbital cu o perioadă de aproximativ 203 zile.

„Spectrele au dezvăluit că semnăturile plasmei la temperaturi înalte își schimbă viteza între cele trei observații, urmând mișcarea orbitală a piticei albe, nu pe cea a stelei Be”, spune Nazé. „Aceasta este prima dovadă directă că plasma ultra-fierbinte responsabilă pentru razele X este asociată cu companionul compact.”

Un cuplu cosmic bizar

Analiza a arătat că vinovata este o pitică albă cu un câmp magnetic puternic. Pe măsură ce cele două stele orbitează, gravitația piticei albe atrage materie de la partenerul său masiv. Materia este canalizată de-a lungul liniilor de câmp magnetic către polii piticei albe, unde se încălzește violent în timp ce cade în atmosfera acesteia.

Această descoperire confirmă un tip de sistem binar prezis de mult, perechea stea Be-pitică albă. Deși par un cuplu nepotrivit (steaua masivă are doar vreo 10 milioane de ani, în timp ce pitica albă este rămășița unei stele care a trăit miliarde de ani), modelele sugerează că ele fac parte dintr-o evoluție binară comună.

„Acum că știm adevărata natură a lui Gamma-Cas, putem crea modele specifice pentru această clasă de sisteme stelare și ne putem actualiza înțelegerea despre evoluția sistemelor binare”, a concluzionat Nazé.

Descoperirea a fost publicată în revista Astronomy & Astrophysics.

Vă mai recomandăm să citiți și:

Astronomii au dezvăluit una dintre cele mai primitive stele descoperite vreodată

O migrație masivă de stele s-a întâmplat în galaxia noastră în urmă cu miliarde de ani

Una dintre cele mai mari stele cunoscute și-a schimbat culoarea. Este aceasta pe cale să explodeze?

Telescopul Hubble a surprins ultima suflare a unei stele aflate pe moarte