X-ray Imaging and Spectroscopy Mission (XRISM) har observerat en oväntat långsam och tät vind från neutronstjärnesystemet GX13+1, vilket utmanar modeller för strålningsdrivna utflöden. Denna upptäckt belyser skillnader mellan vindar runt neutronstjärnor och supermassiva svarta hål. Resultaten kan förfina förståelsen av kosmiska återkopplingsprocesser.
Den 25 februari 2024 riktades XRISM:s Resolve-instrument mot neutronstjärnan GX13+1, en kompakt rest av en större stjärna som avger ljusa röntgenstrålar från sin ackretionsskiva av överhettat material. Precis före observationerna blev GX13+1 oväntat ljusare och nådde eller överskred Eddington-gränsen, där strålningstryck driver utflöden genom att skjuta infallande materia tillbaka ut i rymden.
Trots den intensiva utbrottet rörde sig vinden från GX13+1 med cirka 1 miljon km/h —snabbt enligt jordiska mått men långsamt jämfört med de 200 miljoner km/h utflödena nära supermassiva svarta hål vid liknande Eddington-nivåer. Utflödet var ovanligt tätt och slätt, till skillnad från de ultrahöghastighetsvindar med klumpar som ses runt svarta hål.
"När vi först såg den rika detaljrikedomen i data kände vi att vi bevittnade ett spelomvandlande resultat," säger Matteo Guainazzi, ESA XRISM-projektforskare. "För många av oss var det realiseringen av en dröm som vi jagat i årtionden."
Huvudforskaren Chris Done från Durham University, Storbritannien, noterade timingens slumpmässighet: "Vi kunde inte ha schemalagt detta även om vi försökte. Systemet gick från ungefär hälften av sin maximala strålningsutgång till något mycket mer intensivt, vilket skapade en vind tjockare än vi någonsin sett tidigare."
Done beskrev vinden som "som att titta på solen genom en bank av dimma som rullar mot oss. Allt blir mörkare när dimman är tjock." Han ifrågasatte skillnaderna: "Vindarna var helt olika men de kommer från system som är ungefär desamma i termer av Eddington-gränsen. Så om dessa vindar verkligen bara drivs av strålningstryck, varför är de olika?"
Teamet föreslår att svalare ultraviolett strålning från större ackretionsskivor runt supermassiva svarta hål interagerar effektivare med materia än de hetare röntgenstrålarna från stjärnmassasystem som GX13+1, vilket förklarar hastighetskontrasten. Dessa vindar påverkar galaxutveckling genom återkoppling, genom att komprimera eller sprida molekylära moln för att reglera stjärnbildning och tillväxt.
XRISM, som lanserades den 7 september 2023 av JAXA med NASA- och ESA-partners, ger oöverträffad röntgenupplösning. Studien publiceras i Nature (2025; 646 (8083): 57).