Imaginez une étoile orbitant à l’intérieur d’une autre ! Des astronomes utilisant le plus grand radiotélescope du monde ont découvert un système binaire bizarre, PSR J1928+1815, où la lumière d’un pulsar en rotation est occasionnellement bloquée par son compagnon. Cet arrangement extrêmement rare offre aux scientifiques un aperçu crucial d’une phase temporaire dans la vie des étoiles binaires, où une étoile est brièvement enveloppée par l’atmosphère de l’autre, soutenant fortement les théories établies sur la manière dont ces paires cosmiques évoluent et interagissent.
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Une paire cosmique particulière
Les systèmes d’étoiles binaires, où deux étoiles sont liées par la gravité, sont étonnamment courants dans notre galaxie. Cependant, le système nommé PSR J1928+1815, situé à environ 455 années-lumière, est tout sauf ordinaire. Ce qui le rend si étrange est que les pulsations du pulsar – un vestige superdense et à rotation rapide d’une étoile massive qui s’est effondrée après une supernova – sont périodiquement bloquées pendant quelques heures à la fois.
Pensez à un pulsar comme à un phare cosmique, balayant l’espace avec des faisceaux de rayonnement. Lorsqu’un faisceau pointe vers la Terre, nous détectons une pulsation. Dans PSR J1928+1815, quelque chose de massif et d’inhabituel fait obstacle à ce faisceau de phare, indiquant un arrangement unique et rare entre le pulsar et son étoile compagnon. Bien que les pulsars ne soient pas particulièrement rares en eux-mêmes, en trouver un dans une interaction aussi particulière au sein d’un système binaire est une découverte significative.
Le « China Sky Eye » qui l’a vu
Cette observation remarquable a été rendue possible grâce au Télescope Sphérique à Ouverture de Cinq Cents Mètres (FAST), souvent appelé le « China Sky Eye ». Situé dans une dépression naturelle du paysage de la province de Guizhou en Chine, sa parabole massive de 500 mètres est le plus grand radiotélescope à antenne unique du monde.
Le télescope sphérique à ouverture de cinq cents mètres (FAST), connu sous le nom de «China Sky Eye», le plus grand radiotélescope à antenne unique du monde.
L’incroyable sensibilité de FAST lui permet de capter de faibles signaux radio provenant de l’espace lointain, ce qui en fait un outil puissant pour étudier des objets comme les pulsars, les sursauts radio rapides et d’autres phénomènes cosmiques. Sa capacité à détecter des changements aussi subtils dans le signal du pulsar a été essentielle à l’identification de ce système binaire inhabituel.
L’étrange danse de l’enveloppe commune
Les étoiles binaires ne font pas que s’orbiter tranquillement l’une autour de l’autre ; leur forte attraction gravitationnelle mutuelle entraîne souvent des interactions spectaculaires. L’étoile la plus lourde d’une paire évolue généralement plus rapidement. Elle peut gonfler pour devenir une géante avant de potentiellement s’effondrer en un objet dense comme une étoile à neutrons (qui peut devenir un pulsar) ou même un trou noir.
Si les étoiles sont suffisamment proches, la gravité de l’objet le plus dense peut commencer à arracher de la matière à son compagnon. Les scientifiques théorisent depuis longtemps une phase où l’étoile compagnon, ou le gaz qu’elle perd, peut brièvement engouffrer l’objet plus dense. Imaginez un danseur plus petit tournant brièvement à l’intérieur du costume fluide et étendu de son partenaire. Cela crée une « enveloppe commune » temporaire de gaz entourant les deux étoiles.
Image composite du pulsar PSR B1509-58 montrant les rayons X (or) de l'étoile à neutrons en rotation et la lumière infrarouge (rouge, vert, bleu) du matériel environnant.
Ce que révèle cet aperçu rare
PSR J1928+1815 semble être pris dans cette phase exacte et éphémère – le pulsar orbite à l’intérieur de l’atmosphère étendue de son compagnon. Les scientifiques estiment que cette phase d’enveloppe commune est très courte à l’échelle cosmique, ne durant peut-être qu’environ 1 000 ans avant que l’étoile à neutrons en orbite ne disperse le gaz environnant.
Trouver un système binaire dans ce stade spécifique est incroyablement rare et fournit une preuve directe et convaincante de ce processus théorisé depuis longtemps. Cette découverte soutient fortement les modèles expliquant comment les étoiles binaires transfèrent de la masse, réduisent leurs orbites et finissent par expulser les enveloppes de gaz partagées. Comprendre cette phase est crucial pour prédire le destin ultime de nombreux systèmes binaires, y compris la manière dont certains pourraient fusionner pour créer de puissantes ondulations dans l’espace-temps connues sous le nom d’ondes gravitationnelles.
Observer des systèmes étranges comme PSR J1928+1815, c’est comme trouver une pièce manquante dans le grand puzzle de l’évolution stellaire. Cela confirme des détails cruciaux sur les cycles de vie des étoiles et la manière dont elles interagissent par paires. Avec des instruments sensibles comme FAST, les astronomes espèrent trouver davantage de ces rares danses cosmiques, révélant ainsi d’autres secrets de notre univers.