ESA:s Integral rymdobservatorium har bevittnat en sällsynt händelse:ögonblicket då vindar från en svullen röd jättestjärna återupplivade sin långsamt snurrande följeslagare, kärnan av en död stjärna, väcker det till liv igen i en blixt av röntgenstrålar.

Röntgenblossen upptäcktes först av Integral den 13 augusti 2017 från en okänd källa i riktning mot Vintergatans fullsatta centrum. Den plötsliga upptäckten utlöste en mängd uppföljande observationer under de följande veckorna för att fastställa den skyldige.

Observationerna avslöjade en starkt magnetiserad och långsamt roterande neutronstjärna som sannolikt precis hade börjat mata på material från en närliggande röd jättestjärna.

Stjärnor massan av vår sol, och upp till åtta gånger mer massiv, utvecklas till röda jättar mot slutet av sina liv. Deras yttre lager blåser upp och expanderar miljontals kilometer, deras dammiga, gasformiga skal som blåser bort från den centrala stjärnan i relativt långsamma vindar upp till några hundra km/s.

Ännu större stjärnor, upp till 25–30 gånger mer massiv än solen, rasa genom deras bränsle och explodera i en supernova, ibland lämnar efter sig ett snurrande stjärnlik med ett starkt magnetfält, känd som en neutronstjärna. Denna lilla kärna packar massan av nästan en och en halv sol i en sfär som bara är 10 km bred, vilket gör dem till några av de tätaste himlaobjekten som är kända.

Det är inte ovanligt att hitta stjärnor parade tillsammans, men det nya systemet med en neutronstjärna och en röd jätte är en särskilt sällsynt ras känd som en "symbiotisk röntgenbinär", med högst 10 kända.

"Integral fångade ett unikt ögonblick i födelsen av ett sällsynt binärt system, " säger Enrico Bozzo från universitetet i Genève och huvudförfattare till tidningen som beskriver upptäckten. "Den röda jätten släppte en tillräckligt tät långsam vind för att mata sin neutronstjärnas följeslagare, ger upphov till högenergiutsläpp från den döda stjärnkärnan för första gången."

Paret är verkligen märkligt. ESA:s XMM-Newton och NASA:s rymdteleskop NuSTAR visade att neutronstjärnan snurrar nästan varannan timme – mycket långsamt jämfört med andra neutronstjärnor, som kan snurra upp till många gånger per sekund. Sedan, den första mätningen av magnetfältet för en sådan neutronstjärna visade att den var förvånansvärt stark.

Ett starkt magnetfält pekar vanligtvis på en ung neutronstjärna – magnetfältet tros blekna med tiden – medan en röd jätte är mycket äldre, vilket gör det till ett bisarrt par att ha vuxit upp tillsammans.

"Dessa föremål är förbryllande, " säger Enrico. "Det kan vara så att antingen neutronstjärnans magnetfält inte avklingar avsevärt med tiden trots allt, eller neutronstjärnan som faktiskt bildades senare i binärsystemets historia. Det skulle betyda att den kollapsade från en vit dvärg till en neutronstjärna som ett resultat av att den matades av den röda jätten under lång tid, snarare än att bli en neutronstjärna som ett resultat av en mer traditionell supernovaexplosion av en kortlivad massiv stjärna."

Med en ung neutronstjärna och en gammal röd jätte, någon gång kommer vindarna från den uppblåsta jätten att börja regna över till den mindre stjärnan, saktar ner sin spin och sänder ut röntgenstrålar.

"Vi har inte sett det här objektet tidigare under de senaste 15 åren av våra observationer med Integral, så vi tror att vi såg röntgenstrålningen tändas för första gången, säger Erik Kuulkers, ESA:s Integral-projektforskare. "Vi kommer att fortsätta att titta på hur det beter sig om det bara är en lång "rap" av vindar, men hittills har vi inte sett några betydande förändringar."

Den snabba responsen från uppföljningsobservationerna möjliggjordes av SmartNet-gemenskapen. Detta inkluderade viktiga bidrag från ESA:s XMM-Newton och NASA:s rymdteleskop NuSTAR och Swift, och det markbaserade Southern Astrophysical Research Telescope, Faulkes Telescopes North and South och Las Cumbres Observatory.