Водопад, который не нагревается от падения, а замерзает, — примерно так ведёт себя газ, стекающий на нейтронную звезду в рентгеновском пульсаре, когда звезда светит тускло. Обычно падающая материя раскаляется добела, но новая работа показывает обратное.
Секрет кроется в игре трёх сил. Рентгеновские лучи от звезды подогревают газ — примерно как ложка нагревается в горячем чае. Сжатие при падении тоже добавляет тепла, подобно воздуху в велосипедном насосе. Но главную роль играет охлаждение: газ теряет энергию через излучение. В основном это происходит за счёт свободно-свободных переходов (когда электрон пролетает мимо протона и испускает свет) и циклотронного излучения в сильном магнитном поле. При низкой светимости охлаждение побеждает, и поток остывает.
Удивительное следствие: когда температура падает, плазма перестаёт быть полностью ионизованной. Электроны и протоны частично воссоединяются в нейтральный водород. Внешнее излучение ионизует лишь тонкий слой у самой поверхности. Значит, при низкой светимости аккреция идёт через частично ионизованную среду, а не через полностью ионизованную плазму, как думали раньше.
При температуре в десятки электрон-вольт газ холоднее, чем поверхность многих звёзд: 1 эВ соответствует примерно 11 600 градусам Цельсия, но обычная звезда может быть раскалена до миллионов градусов.