De minuscules balles invisibles traversent le Soleil de part en part, sans presque remarquer sa matière. Ce sont les axions — des particules hypothétiques si légères et insaisissables qu'on les compare à des fantômes. Les physiciens supposent que dans les entrailles brûlantes de l'étoile, les photons thermiques (particules de lumière) peuvent se transformer en axions, et que ceux-ci, en s'échappant, redeviennent des photons — mais dans le domaine des rayons X. Le champ magnétique de l'atmosphère solaire agit comme un révélateur : si les axions existent, ils laisseront une trace caractéristique sur l'image radiographique.

Les astronomes ont utilisé les données du télescope spatial NuSTAR — un instrument qui voit des rayons X très durs, exactement ceux que les axions pourraient produire. Les observations ont été faites en 2020, lorsque le Soleil était particulièrement calme : minimum d'activité, peu de taches et d'éruptions. Pendant ces périodes, le fond de rayons X naturel est minimal, et toute lueur suspecte est plus facile à repérer. Mais rien d'extra n'a été trouvé — les axions ne se sont pas manifestés.

Ce résultat négatif a permis de calculer des limites supérieures : à quel point l'axion peut être lié aux électrons, aux noyaux atomiques et aux photons. Les nombres obtenus — $g_{ae}\cdot g_{a\gamma}\lesssim 1.1\times10^{-24}\,\mathrm{GeV}^{-1}$ et $g_{aN}^{\rm eff}\cdot g_{a\gamma}\lesssim 2.3\times 10^{-19}\,\mathrm{GeV}^{-1}$ — ressemblent à de l'abracadabra, mais derrière eux se cache une idée simple. Si l'axion s'accrochait plus fortement à la matière ordinaire, le télescope l'aurait vu. Puisqu'il ne l'a pas vu, cela signifie que le couplage est plus faible que ces nombres. Ce sont les limites les plus strictes à ce jour, obtenues non pas en laboratoire, mais grâce à une étoile entière.