Un énorme « pet » cosmique permanent provoque l’éclatement répété d’une mystérieuse étoile zombie, projetant des impulsions lumineuses de rayons X vers la Terre, révèle une nouvelle étude. Ces observations sans précédent mettent en lumière la façon dont certains des objets les plus extrêmes de l’univers interagissent les uns avec les autres.
À environ 13 000 années-lumière de la Terre se trouve un système stellaire binaire inhabituel, connu sous le nom de BP Crucis. Il contient une étoile hypergéante bleue environ 60 fois plus grande que le soleilsurnommé Wray 977, aux côtés d’un étoile à neutrons – les restes morts-vivants et ultradenses d’une étoile qui a explosé via une supernova – que les astronomes ont baptisé GX 301-2.
Ce « zombie » stellaire, qui contient la même masse que notre étoile natale, regroupé dans un objet d’environ 20 kilomètres de diamètre, est un type d’étoile à neutrons appelé étoile à neutrons. pulsarqui possède un champ magnétique extrêmement puissant et tourne rapidement. Cela signifie qu’il émet constamment un faisceau vacillant de puissant rayonnement électromagnétiquey compris Rayons Xdans le cosmos à intervalles réguliers. Lorsque ce faisceau s’aligne avec la Terre – environ toutes les 11 minutes, dans le cas du GX 301-2 – les télescopes de notre planète détectent un éclair.
Cependant, contrairement à la plupart des autres pulsars connus, le GX 301-2 émet également de fréquentes éruptions de rayons X (séparées des faisceaux réguliers), ce qui le fait briller beaucoup plus fort à intervalles répétés. Et jusqu’à présent, les chercheurs ne savaient pas vraiment pourquoi.
Dans la nouvelle étude, publiée le 18 septembre dans la revue Avancées scientifiquesles chercheurs ont utilisé la mission d’imagerie et de spectroscopie à rayons X (XRISM) – un télescope spatial exploité conjointement par la NASA et l’Agence japonaise d’exploration aérospatiale – pour examiner de plus près BP Crucis. Ce faisant, ils ont découvert que l’étoile à neutrons s’enflammait à chaque fois qu’elle traversait un panache géant de « plasma de vent stellaire » jaillissant de son partenaire hypergéant.
C’est la première fois que des chercheurs détectent ce type de matériau stellaire interagissant avec une étoile à neutrons ou avec tout autre vestige stellaire similaire, ouvrant ainsi la porte à l’étude de systèmes similaires à l’avenir.
« Nous n’avons jamais vu d’indications claires d’un plasma éolien tombant sur un objet compact », a déclaré le premier auteur de l’étude. Roi Rahinun chercheur de l’Université du Maryland, du comté de Baltimore (UMBC) et du Goddard Space Flight Center de la NASA, a déclaré dans un communiqué. déclaration. « Nous pouvons désormais tester notre compréhension de ces processus de manière beaucoup plus détaillée. »
Celui qui l’a senti… explose ?
Toutes les étoiles qui brûlent activement via fusion nucléaire libèrent des flux de rayonnements et de particules chargées appelés vent stellaire. Le soleil émet un tel flux, connu sous le nom de vent solaire, qui peut déclencher des aurores vibrantes près des pôles terrestres.
Cependant, les étoiles massives comme Wray 977 soufflent des vents stellaires beaucoup plus extrêmes. L’hypergéante bleue émet un seul panache géant de gaz ionisé concentré, ou plasma, qui se répand à environ 335 000 mph (540 000 km/h). (Les scientifiques pensent que le vent stellaire est probablement sculpté en un seul panache concentré en raison des effets gravitationnels du voisin ultradense de l’étoile.)
GX 301-2 fait le tour de Wray 977 tous les 41,5 jours et subit ses éruptions de rayons X lorsqu’il atteint ses points les plus proches et les plus éloignés de son partenaire, les éruptions les plus fortes se produisant à son point le plus proche. En conséquence, les chercheurs soupçonnaient depuis longtemps que les éruptions se produisaient lorsque l’étoile à neutrons traversait le panache de vent stellaire. Cependant, ils n’avaient aucun moyen de le prouver sans davantage de preuves.
Au cours d’une période d’observation de 16 heures coïncidant avec l’une des éruptions de l’étoile à neutrons, les chercheurs ont utilisé XRISM pour capturer des spectres de rayons X très détaillés, révélant « des lignes d’émission et d’absorption qui changent rapidement » qui montrent comment le panache fluctue autour de GX 301-2, ont écrit des représentants de la NASA.
« Nous avons pu observer comment le flux dense de plasma agit très près de l’étoile à neutrons », co-auteur de l’étude Nazma Islamastronome au Manipal Center for Natural Sciences en Inde et ancien chercheur à l’UMBC et à la NASA Goddard, a déclaré dans le communiqué. « Il était clair que ces observations étaient révolutionnaires, mais en même temps, cela signifiait que l’analyse devait être particulièrement détaillée. »
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Grâce à ces données, les chercheurs ont pu simuler exactement la manière dont le plasma tombait sur l’étoile à neutrons et tournoyait autour de celle-ci. Lorsqu’une quantité suffisante de matière stellaire s’est accumulée à sa surface, le zombie stellaire explose, libérant les éclairs lumineux que nous pouvons détecter sur Terre.
L’équipe espère maintenant utiliser XRISM pour étudier les futurs événements de torchage afin de mieux comprendre la relation entre GX 301-2 et le panache venteux de Wray 977.
« Le système BP Crucis est un laboratoire idéal pour étudier l’accrétion de pulsars alimentée par le vent », Brian Williamsa déclaré Goddard, scientifique du projet XRISM à la NASA, dans le communiqué, et XRISM est « un instrument idéal pour faire progresser notre compréhension des processus impliqués ».
