Dans un système binaire serré, une étoile peut pendant des années transférer sa matière à sa voisine, comme une personne qui donne progressivement tout ce qu'elle possède. Lorsque la source s'épuise, il reste un noyau dense, enveloppé dans un nuage de ses propres résidus. C'est précisément ce moment que des astronomes ont capturé dans l'amas globulaire NGC 362 : la naine blanche compagne d'un pulsar milliseconde n'a pas encore retiré son « cocon » de matière qui a récemment quitté sa surface.
Le pulsar NGC362D est une étoile à neutrons qui tourne sur elle-même des centaines de fois par seconde et effectue une orbite complète avec son compagnon toutes les quatre heures. La distance qui les sépare est plus petite que celle de la Terre à la Lune. Dix années d'observations avec le télescope spatial Hubble, dans neuf filtres de couleur allant de l'ultraviolet à l'infrarouge, ont permis de trouver au point précis une unique source de lumière. Sa position coïncide avec le signal radio du pulsar à 0,02 seconde d'arc près.
La comparaison avec les modèles d'évolution montre que la masse du compagnon est d'environ 0,18 masse solaire et que sa température de surface est d'environ 13 000 kelvins. Cela signifie que l'étoile n'a pas encore commencé à refroidir : elle se trouve dans la phase de proto-naine blanche. Le transfert de matière s'est arrêté il y a seulement environ 0,69 milliard d'années. Pour l'astronomie, c'est presque hier. Aucun autre pulsar milliseconde n'a montré de naine blanche compagne aussi jeune.
Cette découverte change notre vision de l'apparence des systèmes juste après la fin du transfert de masse. On pensait auparavant que les enveloppes résiduelles se dissipaient rapidement et n'affectaient pas les observations. Désormais, il est clair qu'elles peuvent persister pendant des centaines de millions d'années et créer de faux signes de compagnon non dégénéré. Des anomalies similaires ont été remarquées dans le système PSR J1816+4510 et dans le pulsar M2C, ce qui suggère que ces phases transitoires ne sont pas rares.
Le cocon que nous avons observé ne s'est pas encore dissous dans l'espace. Il rappelle que même après une longue histoire de transfert de matière, une étoile ne devient pas immédiatement propre et compréhensible. Peut-être que ces systèmes aideront à expliquer comment naissent les pulsars millisecondes et pourquoi certains d'entre eux semblent différents de ce que prédisent les modèles.
La période orbitale du système NGC362D n'est que de 0,17 jour, soit environ 4 heures. Pendant ce temps, la compagne effectue une révolution complète autour de l'étoile à neutrons, et la distance qui les sépare est inférieure à celle entre la Terre et la Lune.
Dans le roman « Spin » de Robert Wilson, des systèmes stellaires sont décrits où des disques de matière résiduelle autour d'objets compacts influencent les propriétés observationnelles et créent de fausses signatures. Ici, une idée similaire se réalise en astrophysique réelle : la matière résiduelle autour d'une jeune naine blanche peut imiter les signes d'une compagne non dégénérée.