Une étoile morte dévore sa voisine et émet un signal radio régulier toutes les 1,4 heure

À des milliers d’années-lumière de nous, un astre grand comme la Terre mais lourd comme le Soleil aspire lentement la matière de l’étoile voisine. À chaque tour de ce manège cosmique, il crache une bouffée d’ondes radio. Et il recommence toutes les 1,4 heure, avec la régularité d’une horloge. Des astronomes viennent d’identifier la source de ce signal étrange, et ils en font une « pierre de Rosette » pour déchiffrer toute une famille de mystères du ciel.

Le résultat compte parce qu’il met un nom sur un phénomène qui résistait depuis des années. Ces signaux portent l’étiquette austère de « transitoires radio à longue période » : des flashs d’ondes radio qui se répètent à un rythme lent, repérés dans une poignée d’endroits seulement de notre galaxie. La plupart des sources radio du ciel s’allument et s’éteignent en une fraction de seconde ; ceux-là durent des minutes, parfois plus d’une heure, ce qui les rend d’autant plus déroutants. On n’en connaît qu’une douzaine, et leur origine restait floue. Pour la première fois, une équipe pointe précisément la machinerie qui les produit.

Un couple d’étoiles très serré

Le système, baptisé ASKAP J1745-5051, associe deux étoiles. La première est une naine blanche : le résidu dense d’une étoile morte, comprimé à la taille de la Terre tout en conservant une masse comparable à celle du Soleil. Autant dire qu’une cuillerée de cette matière pèserait des tonnes. La seconde est une naine rouge, plus grande mais bien moins dense, qui ne pèse qu’environ un dixième de notre Soleil. Les deux tournent l’une autour de l’autre en un peu plus d’une heure, sur une orbite non pas ronde mais très allongée, qui les rapproche puis les éloigne à chaque passage.

C’est cette proximité qui déclenche tout. La naine blanche, par sa gravité, arrache du gaz à sa compagne. En spiralant vers elle, cette matière s’échauffe par friction jusqu’à des centaines de milliers de degrés et émet des rayons X. Dans le même temps, lorsque les deux étoiles sont au plus près, leurs champs magnétiques s’entrechoquent, arrachent des particules chargées et engendrent de puissantes bouffées radio. L’ensemble se répète au rythme de l’orbite, ce qui donne ce battement de 1,4 heure. Les astronomes rangent ce genre de couple parmi les « variables cataclysmiques », c’est-à-dire une naine blanche en train d’avaler la matière d’une voisine, un scénario qui peut, à terme, déboucher sur une explosion de type nova.

Détail qui intrigue les chercheurs : les signaux radio et les rayons X ne culminent pas au même moment. Ils ne naissent donc pas au même endroit du système. Les ondes radio se forment probablement là où les champs magnétiques des deux étoiles se heurtent au courant de matière qui file vers la naine blanche, créant des faisceaux étroits qui balaient l’espace comme le pinceau d’un phare. Les rayons X, eux, jaillissent plutôt là où le gaz aspiré s’entasse et chauffe avant de toucher l’étoile. C’est en croisant ces deux émissions, captées par des instruments différents, que l’équipe a pu reconstituer la mécanique du couple.

Pourquoi cela change la donne

Jusqu’ici, beaucoup soupçonnaient ces signaux d’être produits par des pulsars, des étoiles à neutrons tournant très lentement sur elles-mêmes, et notamment par des magnétars, des étoiles à neutrons au champ magnétique colossal. Mais les modèles disaient qu’une étoile à neutrons tournant aussi lentement ne devrait pas pouvoir émettre de tels flashs. La nouvelle observation propose une autre piste : au moins certains de ces transitoires viennent de couples impliquant une naine blanche. « Pour la première fois, nous avons localisé l’origine de ces signaux », résume Kovi Rose, doctorant à l’Université de Sydney, qui a mené l’étude parue dans Nature Astronomy.

L’objet a été repéré grâce à ASKAP, un réseau de radiotélescopes installé dans l’ouest de l’Australie et géré par le CSIRO, l’agence scientifique nationale, capable de balayer de larges portions de ciel avec une grande sensibilité. C’est aussi le deuxième transitoire de ce type connu à émettre régulièrement des rayons X, et le premier dont on identifie clairement ce qui cadence le signal. « Certains objets similaires avaient déjà été reliés à des systèmes binaires, mais c’est le premier où l’on voit nettement les deux étoiles et le processus d’accrétion à l’œuvre », souligne la professeure Tara Murphy, de l’Université de Sydney. D’où l’image de la pierre de Rosette, cette stèle gravée qui a permis de déchiffrer les hiéroglyphes égyptiens : ce système clairement identifié pourrait servir de clé pour déterminer si les autres signaux du même genre ressemblent plutôt à des pulsars ou à des naines blanches.

Pour y parvenir, l’observation a mobilisé un attirail impressionnant : outre ASKAP, des radiotélescopes en Afrique du Sud, des télescopes optiques au Chili et des observatoires spatiaux à rayons X. La collaboration réunit des chercheurs de six pays. Au-delà de l’énigme résolue, ces couples offrent un laboratoire impossible à recréer sur Terre, où la matière se comporte sous des champs magnétiques et une gravité extrêmes que nos installations ne peuvent approcher. L’équipe prévoit déjà de poursuivre l’observation en combinant ondes radio, lumière visible et rayons X. Chaque flash capté est un mot de plus dans une langue cosmique qu’on commence tout juste à lire.

En bref

Qu’est-ce qu’une naine blanche ?
C’est le résidu très dense d’une étoile morte. Comprimée à la taille de la Terre, elle conserve une masse proche de celle du Soleil. Une cuillère de sa matière pèserait des tonnes.

Pourquoi le signal revient-il toutes les 1,4 heure ?
Le rythme suit l’orbite des deux étoiles, qui tournent l’une autour de l’autre en un peu plus d’une heure. À chaque cycle, l’aspiration de matière et le choc des champs magnétiques produisent rayons X et bouffées radio.

Qu’est-ce qu’un transitoire radio à longue période ?
Un signal radio cosmique qui se répète à un rythme lent. On n’en connaît qu’une douzaine. Leur origine était mystérieuse jusqu’à cette identification.

Pourquoi parler de pierre de Rosette ?
Comme la stèle qui a permis de déchiffrer les hiéroglyphes, ce système clairement identifié sert de clé. Il aide à comprendre si les autres signaux du même type viennent de naines blanches ou de pulsars.

Article créé en collaboration avec l’IA.