En biologie, « symbiose » fait référence à deux organismes qui vivent à proximité et interagissent l'un avec l'autre. Les astronomes étudient depuis longtemps une classe d'étoiles, appelées étoiles symbiotiques, qui coexistent de la même manière. En utilisant les données de l'observatoire à rayons X Chandra de la NASA et d'autres télescopes, les astronomes comprennent mieux à quel point cette relation stellaire étroite peut être volatile.

R Verseau (R Aqr, pour faire court) est l'une des étoiles symbiotiques les plus connues. Situé à une distance d'environ 710 années-lumière de la Terre, ses changements de luminosité ont été remarqués pour la première fois à l'œil nu il y a près de mille ans. Depuis, les astronomes ont étudié cet objet et déterminé que R Aqr n'est pas une étoile, mais deux :un petit, naine blanche dense et rouge froid, étoile géante.

L'étoile géante rouge a ses propres propriétés intéressantes. En milliards d'années, notre Soleil se transformera en une géante rouge une fois qu'il aura épuisé le combustible nucléaire d'hydrogène dans son noyau et commencera à se dilater et à se refroidir. La plupart des géantes rouges sont placides et calmes, mais certains pulsent avec des périodes entre 80 et 1, 000 jours comme l'étoile Mira et subissent de grands changements de luminosité. Ce sous-ensemble de géantes rouges est appelé "variables Mira".

La géante rouge de R Aqr est une variable Mira et subit des changements constants de luminosité d'un facteur 250 lorsqu'elle pulse, contrairement à sa compagne naine blanche qui ne palpite pas. Il existe d'autres différences frappantes entre les deux étoiles. La naine blanche est environ dix mille fois plus brillante que la géante rouge. La naine blanche a une température de surface d'environ 20, 000 K alors que la variable Mira a une température d'environ 3, 000 K. De plus, la naine blanche est légèrement moins massive que sa compagne mais parce qu'elle est beaucoup plus compacte, son champ gravitationnel est plus fort. La force gravitationnelle de la naine blanche éloigne les couches externes qui se détachent de la variable Mira vers la naine blanche et sur sa surface.

Parfois, suffisamment de matière s'accumulera à la surface de la naine blanche pour déclencher la fusion thermonucléaire de l'hydrogène. La libération d'énergie de ce processus peut produire une nova, une explosion asymétrique qui souffle les couches externes de l'étoile à des vitesses de dix millions de miles par heure ou plus, pomper de l'énergie et de la matière dans l'espace. Un anneau extérieur de matériau fournit des indices sur cette histoire d'éruptions. Les scientifiques pensent qu'une explosion de nova en 1073 a produit cet anneau. La preuve de cette explosion provient des données du télescope optique, à partir des enregistrements coréens d'une étoile "invité" à la position de R Aqr en 1073 et des informations provenant des carottes de glace de l'Antarctique. Un anneau intérieur a été généré par une éruption au début des années 1770. Les données optiques (rouge) dans une nouvelle image composite de R Aqr montrent la bague intérieure. La bague extérieure est environ deux fois plus large que la bague intérieure, mais est trop faible pour être visible sur cette image.

Depuis peu de temps après le lancement de Chandra en 1999, les astronomes ont commencé à utiliser le télescope à rayons X pour surveiller le comportement de R Aqr, leur donnant une meilleure compréhension du comportement de R Aqr au cours des dernières années. Les données de Chandra (en bleu) dans ce composite révèlent un jet d'émission de rayons X qui s'étend jusqu'en haut à gauche. Les rayons X ont probablement été générés par des ondes de choc, semblable aux bangs soniques autour des avions supersoniques, causé par le jet frappant les matériaux environnants.