Les astronomes ont directement observé le flux sortant d'une étoile géante - un vent stellaire - capturé par son compagnon compact, qui utilise ensuite le butin volé pour alimenter de puissantes éruptions de rayons X. La recherche, qui s'inscrit dans le cadre des efforts continus de la NASA pour comprendre comment fonctionne l'univers (et pour nous rappeler que nos problèmes sont petits), a utilisé les données de l'observatoire XRISM (X-ray Imaging and Spectroscopy Mission), dirigé par le Japon.

« Nous n'avions jamais vu auparavant d'indices clairs de plasma de vent tombant sur un objet compact », a déclaré Roi Rahin, chercheur à l'UMBC (Université du Maryland, comté de Baltimore) et au Goddard Space Flight Center de la NASA à Greenbelt, dans le Maryland. « Nous pouvons maintenant tester notre compréhension de ces processus de manière beaucoup plus détaillée. » Les résultats ont été publiés vendredi dans la revue Science Advances.

Le système en question est BP Crucis, une binaire X de grande masse située à environ 13 000 années-lumière dans la constellation australe de la Croix du Sud. L'étoile principale, Wray 977, est une hypergéante bleue d'environ 40 fois la masse du Soleil et 60 fois sa taille. Elle est si grande, chaude et lumineuse que du gaz ionisé s'en échappe constamment - un phénomène que les astronomes appellent un vent stellaire, parce que « pet spatial géant » n'a pas passé le cap de l'évaluation par les pairs.

Le compagnon est une étoile à neutrons petite mais puissante appelée GX 301-2. Noyau écrasé d'une étoile qui a explosé il y a longtemps en supernova, elle concentre plus que la masse du Soleil dans une boule d'environ 20 kilomètres de diamètre. En rotation toutes les 11 minutes, elle balaie un faisceau de rayons X vers la Terre, ce qui en fait un pulsar - le phare le plus surperformant de l'univers.

Deux fois au cours de l'orbite de 41,5 jours du pulsar, près de ses points les plus proches et les plus éloignés de l'étoile principale, de fortes éruptions de rayons X se produisent pendant plusieurs jours. Les astronomes pensent que l'influence gravitationnelle du pulsar sur l'étoile crée un flux de plasma particulièrement dense. Les éruptions se produisent lorsque le pulsar traverse ce flux et capture une partie de sa matière. Les éruptions les plus fortes se produisent plus près de l'étoile, là où le flux est plus dense.

Les chercheurs ont ciblé le système avec XRISM le 1er février 2025, l'observant pendant environ 16 heures vers la fin de l'une de ces éruptions plus fortes. L'instrument Resolve de l'observatoire, développé conjointement par la NASA et la JAXA (Agence japonaise d'exploration aérospatiale), a capturé des spectres de rayons X très détaillés, révélant des raies d'émission et d'absorption en évolution rapide. En particulier, les raies d'absorption du fer hautement ionisé ont révélé la vitesse et la direction du plasma relativement proche du pulsar.

Lorsque Rahin a vu ces spectres pour la première fois, il a réalisé qu'il n'avait jamais rien vu de tel auparavant. Il a parcouru la littérature scientifique à la recherche d'observations similaires et est revenu les mains vides - un sentiment familier à quiconque a déjà essayé de trouver un plombier décent.

« Il était clair que ces observations étaient révolutionnaires, mais en même temps cela signifiait que l'analyse devait être particulièrement détaillée », a déclaré Nazma Islam, co-auteure, anciennement à l'UMBC et au Goddard de la NASA et maintenant professeure adjointe au Manipal Centre for Natural Sciences, en Inde. « Nous pouvions voir comment le flux dense de plasma agit très près de l'étoile à neutrons. »

Rahin et son équipe montrent que les raies d'absorption du fer qu'ils ont observées sont décalées vers des énergies plus faibles que si elles étaient mesurées en laboratoire. Ce décalage, appelé redshift, indique un mouvement s'éloignant de l'observateur, ce qui signifie que le gaz s'écoule vers le pulsar. L'ampleur du redshift indique la vitesse du plasma. L'analyse de l'équipe indique que le gaz se précipite vers le pulsar à des vitesses d'environ 540 000 km/h - environ 100 fois plus rapide qu'une balle, ou qu'un trajet du lundi matin.

Voici ce que les chercheurs pensent qu'il se passe : lorsque le pulsar entre dans le flux, il balaie le gaz en un disque épais, désordonné et turbulent. Ce gaz spirale vers le pulsar, chauffe et émet des rayons X pour alimenter les éruptions. À mesure que le pulsar s'enfonce plus loin dans le flux, le disque turbulent se désagrège. Les astronomes soupçonnent que lorsque le pulsar se déplace plus directement dans le flux, le flux n'a plus