Une équipe internationale a lancé le télescope XL-Calibur à bord d'un ballon en juillet 2024 pour observer Cygnus X-1, fournissant la mesure la plus précise à ce jour de sa polarisation des rayons X durs. Ces résultats révèlent des détails sur le matériau surchauffé autour du trou noir. La mission a également recueilli des données du pulsar du Crabe, marquant des avancées techniques en astronomie des rayons X.
Des scientifiques de la Washington University in St. Louis et des collaborateurs internationaux ont fait voler le télescope XL-Calibur embarqué sur ballon à travers l'hémisphère nord en juillet 2024, de la Suède au Canada. L'instrument a visé Cygnus X-1, un trou noir à environ 7 000 années-lumière, pour mesurer la polarisation de ses rayons X durs. La polarisation décrit l'orientation des vibrations électromagnétiques, offrant des indices sur la forme et le comportement du gaz extrêmement chaud et des débris tourbillonnant à grande vitesse autour du trou noir.
Les observations, détaillées dans un article récent de The Astrophysical Journal, représentent la mesure la plus précise de la polarisation des rayons X durs de Cygnus X-1 à ce jour. Ephraim Gau, étudiant de troisième cycle à la Washington University, a expliqué la valeur de cette approche : « Si nous essayons de trouver Cyg X-1 dans le ciel, nous chercherions un point minuscule de lumière des rayons X. La polarisation est donc utile pour en apprendre davantage sur tout ce qui se passe autour du trou noir lorsque nous ne pouvons pas prendre de photos normales depuis la Terre. »
Pendant le vol, XL-Calibur a également collecté des données du pulsar du Crabe et de sa nébuleuse de vent environnante, une source de rayons X brillante et stable. Henric Krawczynski, investigateur principal du projet et professeur à la Washington University, a noté : « Les observations que nous avons réalisées seront utilisées par les scientifiques pour tester des simulations informatiques de plus en plus réalistes et à la pointe de l'état de l'art des processus physiques proches du trou noir. »
La mission a atteint plusieurs étapes techniques, validant la conception du télescope. Mark Pearce, collaborateur du KTH Royal Institute of Technology en Suède, a déclaré : « Nos observations du Crabe et de Cyg X-1 montrent clairement que la conception de XL-Calibur est solide. J'espère vivement que nous pourrons maintenant nous appuyer sur ces succès avec de nouveaux vols en ballon. »
À l'avenir, l'équipe prévoit un autre lancement depuis l'Antarctique en 2027 pour étudier davantage de trous noirs et d'étoiles à neutrons. Krawczynski a ajouté : « Combinées aux données des satellites de la NASA tels que IXPE, nous disposerons bientôt d'assez d'informations pour résoudre des questions de longue date sur la physique des trous noirs dans les prochaines années. »
L'effort implique des institutions telles que la Washington University, l'Université du New Hampshire, l'Université d'Osaka et le Goddard Space Flight Center de la NASA, soutenues par diverses subventions de la NASA.