Det är inte exakt en organdonator, utan en stjärna i riktning mot den hyperbefolkade kärnan i Vintergatan som donerar en del av sin massa till en vilande granne. Resultatet? Den vilande grannen spratt tillbaka till livet med en röntgenburst som fångats av ESA: s INTEGRAL (INTErnational Gamma-Ray Astrophysics Laboratory) rymdobservatorium.
"INTEGRAL fick ett unikt ögonblick vid födelsen av ett sällsynt binärt system" - Enrico Bozzo, universitetet i Genève.
Grannarna har troligen varit ihopkopplade i miljarder år, vilket inte i sig är anmärkningsvärt: stjärnor bor ofta i binära par. Men paret som INTEGRAL upptäckte den 13 augusti 2017 är mycket ovanligt. Donatorstjärnan är en röd jätte, och mottagaren är en neutronstjärna. Hittills vet astronomer bara om 10 av dessa par, kallade 'symbiotiska röntgenbinarier'.
För att förstå vad som händer mellan dessa grannar måste vi titta på den stellar evolutionen.
Donatorstjärnan är i sin röda jättefas. Det är när en stjärna i samma massområde som vår stjärna når det senare skedet av sitt liv. Eftersom dess massa är utarmad kan tyngdkraften inte hålla stjärnan ihop på samma sätt som den har för den tidiga delen av sitt liv. Stjärnan expanderar utåt med miljoner kilometer. När det gör det, slänger det stjärnmaterial från sina yttre lager i en solvind som rör flera hundratals km / sek.
Dess granne är i en annan stat. Det är en stjärna som hade en initial massa på cirka 25 till 30 gånger solen. När en stor stjärna närmar sig slutet av sitt liv lider den av ett annat öde. Stjärnor denna stora lever snabbt och brinner snabbt genom sitt bränsle. Sedan exploderar de som supernovaer, i det här fallet lämnar ett lik efter sig. I det binära systemet som fångats av INTEGRAL är liket en snurrande neutronstjärna med ett magnetfält.
Neutronstjärnor är täta. Faktum är att de är några av de tätaste stjärnobjekten vi känner till, som packar lika mycket massa som en och en halv av våra solar i ett objekt som bara ligger cirka 10 km över.
När den röda gigantens stjärnvind mötte neutronstjärnan bromsade neutronstjärnan hastigheten på snurra och brast ut i livet och sände röntgenstrålar med hög energi.
"INTEGRAL fick ett unikt ögonblick vid födelsen av ett sällsynt binärt system," säger Enrico Bozzo från University of Geneva och huvudförfattare till uppsatsen som beskriver upptäckten. "Den röda jätten släppte en tillräckligt tät långsam vind för att mata sin neutronstjärns följeslagare, vilket gav upphov till högenergiutsläpp från den döda stjärnkärnan för första gången."
Efter att INTEGRAL upptäckte röntgenbristningen från binären följde andra observationer snabbt. ESA: s XMM Newton och NASA: s NuSTAR och Swift rymdteleskop började fungera tillsammans med markbaserade teleskoper. Dessa observationer bekräftade vad de första observationerna visade: detta är ett mycket speciellt parpar.
"... vi tror att vi såg röntgenstrålarna slå på för första gången." - Erik Kuulkers, ESA INTEGRAL projektforskare.
Neutronstjärnan snurrar mycket långsamt och tar cirka två timmar att kretsa, vilket är anmärkningsvärt eftersom andra neutronstjärnor kan snurra många gånger per sekund. Neutronstjärns magnetfält var också mycket starkare än väntat. Men magnetfältet runt en neutronstjärna tros försvagas med tiden, vilket gör detta till en relativt ung neutronstjärna. Och en röd jätten är gammal, så det här är en mycket udda parning av den gamla röda jätten med ung neutronstjärna.
En möjlig förklaring är att neutronstjärnan inte bildades från en supernova utan från en vit dvärg. I det scenariot skulle den vita dvärgen ha kollapsat till en neutronstjärna efter en mycket lång tid av matning på material från den röda jätten. Det skulle förklara skillnaden i åldrarna mellan de två stjärnorna i systemet.
"Dessa föremål är förbryllande", säger Enrico. ”Det kan hända att antingen neutronstjärns magnetfält inte förfaller väsentligt med tiden, eller att neutronstjärnan faktiskt bildas senare i det binära systems historia. Det skulle betyda att den kollapsade från en vit dvärg till en neutronstjärna till följd av att den röda jätten föddes över en lång tid, snarare än att bli en neutronstjärna till följd av en mer traditionell supernovaexplosion av en kortlivad massiv stjärna. ”
Nästa fråga är hur lång tid kommer denna process att pågå? Är det kortvarig eller börjar en långvarig relation?
"Vi har inte sett detta objekt förr under de senaste 15 åren av våra observationer med INTEGRAL, så vi tror att vi såg röntgenstrålarna slå på för första gången," säger Erik Kuulkers, ESA: s INTEGRAL projektforskare. "Vi kommer att fortsätta titta på hur det beter sig om det bara är en lång" burp "av vindar, men hittills har vi inte sett några väsentliga förändringar."
INTEGRAL rymdobservatorium startades 2002 för att studera några av de mest energiska fenomenen i universum. Det fokuserar på saker som svarta hål, neutronstjärnor, aktiva galaktiska kärnor och supernovaer. INTEGRAL är en europeisk rymdorganisationsuppdrag i samarbete med USA och Ryssland. Dess beräknade slutdatum är december 2018.
