La girouette cosmique : comment le vent d'une étoile révèle ses secrets express
Au cœur de la constellation du Cygne, deux étoiles tournent l'une autour de l'autre. L'une est une géante, l'autre un trou noir. La géante éjecte en permanence un flux de gaz dans l'espace : le vent stellaire. Lorsque ce vent est frappé par les rayons X du trou noir, il se met à briller comme une enseigne au néon. Les astronomes ont capté cette lumière et l'ont décomposée en couleurs pour découvrir la composition du vent et son mouvement.
Il s'avère que les différents éléments chimiques du vent se déplacent de manière différente. Le fer reste plus près du trou noir et suit son mouvement orbital. Le soufre, au contraire, est dispersé dans tout le système et réagit à peine à l'attraction du trou noir. Le calcium et l'argon occupent une position intermédiaire. C'est comme une foule qui court après un bus : ceux qui sont proches courent plus vite et suivent mieux son trajet, tandis que ceux qui sont loin se contentent d'aller dans la même direction.
Les scientifiques ont construit un modèle du vent pour comprendre pourquoi les éléments sont répartis de cette façon. Ils ont découvert que les rayons X du trou noir chauffent et ionisent le gaz le plus fortement à proximité. Le fer, plus lourd et qui perd ses électrons plus rapidement, se retrouve « lié » au trou noir. Le soufre, plus léger, reste neutre et se disperse dans tout le système. Cette image a permis d'estimer la quantité de gaz que l'étoile éjecte dans l'espace : environ cinq à dix masses terrestres par an.
Ainsi, le télescope à rayons X XRISM a transformé le système binaire en laboratoire naturel. Au lieu de construire une installation pour étudier le vent stellaire, les astronomes en ont trouvé une toute prête dans l'espace. Et maintenant, nous savons que même dans un environnement aussi extrême que les environs d'un trou noir, les éléments chimiques se comportent différemment selon la force avec laquelle ils sont « liés » à la source de gravité.
La vitesse du vent dans le système Cygnus X-3 atteint 500 kilomètres par seconde — soit mille cinq cents fois la vitesse du son dans l'air.
Dans le roman d'Arthur C. Clarke « Rendez-vous avec Rama », un vaisseau cylindrique utilise la gravité de rotation pour créer une gravité artificielle — un peu comme le vent stellaire est retenu par la gravité du trou noir.