ESA's Integrale ruimteobservatorium is getuige geweest van een zeldzame gebeurtenis:het moment dat de wind uitgezonden door een gezwollen rode reuzenster zijn langzaam draaiende metgezel nieuw leven inblies, de kern van een dode ster, het weer tot leven brengen in een flits van röntgenstralen.

De röntgenstraling werd voor het eerst gedetecteerd door Integral op 13 augustus 2017 vanuit een onbekende bron in de richting van het drukke centrum van onze Melkweg. De plotselinge detectie leidde in de daaropvolgende weken tot een hele reeks vervolgwaarnemingen om de schuldige op te sporen.

De waarnemingen onthulden een sterk gemagnetiseerde en langzaam roterende neutronenster die zich waarschijnlijk net begon te voeden met materiaal van een naburige rode reuzenster.

Sterren de massa van onze zon, en tot acht keer massiever, evolueren naar rode reuzen tegen het einde van hun leven. Hun buitenste lagen zwellen op en zetten miljoenen kilometers uit, hun stoffige, gasvormige schillen die met relatief langzame wind tot enkele honderden km/sec van de centrale ster worden weggeblazen.

Nog grotere sterren, tot 25-30 keer massiever dan de zon, door hun brandstof racen en exploderen in een supernova, soms een ronddraaiend stellair lijk achterlatend met een sterk magnetisch veld, bekend als een neutronenster. Deze kleine kern verpakt de massa van bijna anderhalve zon in een bol van slechts 10 km breed, waardoor ze enkele van de dichtste hemellichamen zijn die we kennen.

Het is niet ongewoon om sterren aan elkaar gekoppeld te vinden, maar het nieuwe systeem van een neutronenster en rode reus is een bijzonder zeldzaam ras dat bekend staat als een 'symbiotische röntgendubbelster', waarvan er niet meer dan 10 bekend zijn.

"Integral ving een uniek moment in de geboorte van een zeldzaam binair systeem, " zegt Enrico Bozzo van de Universiteit van Genève en hoofdauteur van het artikel dat de ontdekking beschrijft. "De rode reus liet een voldoende dichte, langzame wind los om zijn neutronenster metgezel te voeden, voor het eerst aanleiding geven tot hoge-energetische emissie van de dode stellaire kern."

De koppeling is zeker eigenaardig. ESA's XMM-Newton en NASA's NuSTAR-ruimtetelescopen toonden aan dat de neutronenster bijna elke twee uur ronddraait - erg traag in vergelijking met andere neutronensterren, die tot vele malen per seconde kan draaien. Vervolgens, de eerste meting van het magnetische veld van zo'n neutronenster onthulde dat het verrassend sterk was.

Een sterk magnetisch veld wijst typisch naar een jonge neutronenster - men denkt dat het magnetische veld na verloop van tijd vervaagt - terwijl een rode reus veel ouder is, waardoor het een bizar stel is om samen te zijn opgegroeid.

"Deze objecten zijn raadselachtig, " zegt Enrico. "Het kan zijn dat het magnetische veld van de neutronenster toch niet substantieel vervalt met de tijd, of de neutronenster die eigenlijk later in de geschiedenis van het dubbelstersysteem is gevormd. Dat zou betekenen dat hij instortte van een witte dwerg tot een neutronenster als gevolg van het voeden van de rode reus gedurende een lange tijd, in plaats van een neutronenster te worden als gevolg van een meer traditionele supernova-explosie van een kortlevende massieve ster."

Met een jonge neutronenster en een oude rode reus, op een gegeven moment zullen de winden die van de opgeblazen reus komen, beginnen te regenen op de kleinere ster, het vertragen van zijn spin en het uitzenden van röntgenstralen.

"We hebben dit object niet eerder gezien in de afgelopen 15 jaar van onze waarnemingen met Integral, dus we denken dat we de röntgenstralen voor het eerst zagen aangaan, zegt Erik Kuulkers, ESA's Integrale projectwetenschapper. "We zullen blijven kijken hoe het zich gedraagt ​​​​voor het geval het slechts een lange 'boer' van wind is, maar tot nu toe hebben we geen significante veranderingen gezien."

De snelle reactie van de vervolgwaarnemingen werd mogelijk gemaakt door de SmartNet-gemeenschap. Dit omvatte belangrijke bijdragen van ESA's XMM-Newton en NASA's NuSTAR en Swift ruimtetelescopen, en de op de grond gebaseerde Southern Astrophysical Research Telescope, Faulkes Telescopes Noord en Zuid en het Las Cumbres Observatorium.